·测试分析·
固体材料比热容随温度变化规律的研究
徐·辉
邓建兵
沈江立
（航天材料及工艺研究所，北京100076）
文摘通过对图体比热容构成的分析，导出了固体材料比热容随温度变化的一般关系式，以Mo、α-Al O，、graphite、W、Si,N。、SiC等六种材料为例，检验了理论模型的可行性，结果表明，其计算数据和标准数据的相对偏差均在±2%以内，证实了该模型的实用性。
关键调比热容，温度，标准材料
TemperatureDependenceofSpecificHeatCapacityofSolidMaterials
XuHui
DengJianbing
ShenJiangli
( Aerospace Research Institute of Msterials & Processing Technology,Beijing100076)
AbstractBased on the analysis of specific heat capacity of different solid materials, the relationship between specific heat capacity of solid materials and temperature is studied and the model is built. As the example of Mo,αx Al,O,,graphite, W,Si,N, and SiC, the model on specific heat capacity with temperature has been verified. The re sults indicate that the relative deviation between calculated and standard data is not exceeding 2%.
Key wordsSpecific heat capacity, Temperature,Standard material
0引言
固体材料比热容是温度的函数，一般情况下，固体的比热容随温度升高而增加，在低温时增加较快，在高温时增加较慢。如果能够得到实际固体材料的比热容随温度变化的定量表达式，将对材料工程应用和测试技术的进步起到很大的推动作用。世界各国从事固体比热容研究和测试的科学工作者一直在这方面进行不的努力，并获取了大母固体材料高温比热容的测试数据，并通过测试数据的拟合分析得到了不同材料的比热容与温度关系的定量表达式(1-4) 但目前这些定量表达式仅仅是对测试数据的总结，并没有形成一个完善的统一的理论模型。
工程中应用的固体材料的温度范围很宽。如果仪仅依赖通过试验来获得材料整个使用温度区间内的比热容数据，需要花费大虽的人力物力，这也是目前世界范围内比热容精确测试工作仅仅局限于某些特殊用途材料的原因。
本文从固体材料比热容的构成入手，研究了固体比热容每个组成部分随温度变化的规律，最终合成一收将日期：2011-03-09
个简单易用的通用比热容表达式。 1理论公式
热容可分为（质量）比热容、摩尔比热容，以下讨论均使用摩尔比热容。
摩尔比热容的定义是使1mol物质升高1K所
需的热量，即
C-1.
(1)
ndT
式中，n为摩尔数，Q为热量，T为绝对温度。
物体的温度决定干费体内质点热的强度。在固体中，质点以不同的振幅围绕振动中心—空间点阵的结点振动。在式(1)中dO包括所有与T有关的能量，但不包括在0K时物体的能量，即零点能。如果在所取的湿度间隔内物质有相变，那么能量变化将由两部分即Q，和Q组成。Q：为热运动能量的变化， Q：则为转变潜热。按转变特性，Q也可为负，比热容仅根据Q，进行计算。
固体在0K时为最小能态，当温度增加时，能量的增加表现在四个方面[51，
作者简介：徐辉，1971年出生，高级工零师，主要从事物理性能的测试工作。E-mail：xuhuim@yech.nel
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宇航材料工艺http://www.yhclgy.com2011年第5期