Неравновесные характеристики теплообмена меди в широком температурном диапазоне

Abstract

Методами математического моделирования получены характеристики неравновесного теплообмена меди, такие как теплопроводность и теплоемкость в широком температурном диапазоне ($300 \leqslant T \leqslant 5700$ K), включающем область фазовых трансформаций плавление-кристаллизация. Как известно, в твердом теле существуют два механизма переноса тепла: упругими колебаниями решетки и свободными электронами. При определении этих характеристик теплообмена меди учитывались решеточные и электронные составляющие. Моделирование характеристик теплообмена электронной подсистемы меди в данной работе основано на использовании квантовой статистики электронного газа с использованием интегралов Ферми-Дирака. Свойства фононной подсистемы определялись в рамках атомистического подхода. Для моделирования использовался потенциал взаимодействия частиц семейства “погруженного атома” EAM. Результаты моделирования сравнивались с результатами альтернативных вычислений. Полные теплоемкость и теплопроводность меди, полученные суммированием электронной и фононной составляющих, сравниваются с данными эксперимента.