Применение висмута для изготовления средств передачи единицы удельной теплоёмкости в диапазоне температур 240–520 К

Используемые в настоящее время данные о теплоёмкости висмута получены в 1980-х гг. разными методами с применением различной измерительной аппаратуры. Опубликованные в разных источниках данные отличаются на значение, большее допускаемой погрешности используемых средств измерений и методик, при этом не описаны методы регистрации входных данных и применяемых неунифицированныхметодик статистической обработки. В этой связи невозможно оценить достоверность результатов измерений теплоёмкости висмута. Висмут в чистом виде и в сплавах широко применяется в промышленности и технике, и недостоверность значений его теплоёмкости приводит к нескольким проблемам: отсутствию опорных значений удельной теплоёмкости висмута, необходимых при входном контроле материалов в электротехнической промышленности; завышению допусков при конструкторских расчётах; урезанию рабочих диапазонов сплавов. В статье представлены результаты исследования удельной теплоёмкости чистого висмута в период 2021–2025 гг. Оценены стабильность воспроизведения удельной теплоёмкости висмута при хранении без специальных условий и возможность применения данного материала для контроля шкал температур и средств измерений термического анализа. Полученные результаты будут полезны метрологам и пользователям средств измерений комплексного термического анализа, материаловедам, исследующим теплофизические свойства полуметаллов и слоистых структур, разработчикам электротехнической и приборостроительной отрасли, технологам химической и фармацевтической промышленности.

1. Беловолов М. И. Висмут – новое в электронной структуре и перспективы применений в волоконных лазерах. Фотон-экспресс, (6(19 0)), 243–244 (2023). https://doi.org/10.24412/2308-6920-2023-6-243-244 ; https://www.elibrary.ru/loaich

2. Peng Xia, Yuan-Jun Song, Yu-Ze Liu, Mei-Xuan Long, Cheng Yang, Xiao-Yang Zhangab, Tong Zhang. Advances in the optical and electronic properties and applications of Bismuth-based semiconductor materials. Journal of Materials Chemistry C, 12(5), 1609–1624 (2024). https://doi.org/10.1039/D3TC03329E ; https://www.elibrary.ru/xfybij

3. Рябов А. В., Трофимов Е. А. Влияние висмута на фазовые равновесия, реализующиеся в системах «железо – легирующий элемент». Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия», 15(4), 142–146 (2015). https://doi.org/10.14529/met150419 ; https://www.elibrary.ru/syedjd

4. Горшкова А. С., Румянцева В. Д., Миронов А. Ф. Соединения висмута и его комплексы с порфиринами: применение, структура, свойства. Тонкие химические технологии, 13(2), 5–20 (2018). https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-2-5-20 ; https://elibrary.ru/xorgax

5. Компан Т. А., Кулагин В. И., Власова В. В. Методические аспекты повышения точности измерения удельной теплоёмкости дифференциальными сканирующими калориметрами. Законодательная и прикладная метрология, (2(164)), 24–29 (2020). https://www.elibrary.ru/ijkwzw

6. Вечер А. А., Гусаков А. Г., Козыро А. А., Полещук П. А Теплоёмкость и термодинамические свойства висмута. Вестник Белорусского государственного университета имени В. И. Ленина. Сер. 2, Химия. Биология. География, (3), 3–5 (1980). https://elib.bsu.by/handle/123456789/319246

7. Badawi W. A., Brown-Acquaye H. A., Eid A. Heat capacity and thermodynamic properties of Bismuth in the range 333 to 923 K. Bulletin of the Chemical Society of Japan, 60(10), 3765–3769 (1987). https://doi.org/10.1246/BCSJ.60.3765

8. Grønvold F. Heat capacity and termodynamic properties of Bismuth in the range 300 to 950 K. Fusion Characteristics. Acta Chemica Scandinavica, 29A, 945–955 (1975). https://doi.org/10.3891/acta.chem.scand.29a-0945

9. Bronson H. L., MacHattie L. E. The heat capacity of Bismuth from −80° to 120 °C. Canadian Journal of Research, 16a(9), 177–182 (1938). https://doi.org/10.1139/cjr38a-018.