AW: Kann/soll man Nickel oder Chrom im Kreislauf vermeiden ?
sp3-kovalent gebundener Kohlenstoff? F3md? Also Diamant sollte demnach ein guter Wärmeleiter sein?!
So ist es. Diamant ist bei RT der beste natürlich vorkommende Wärmeleiter den es gibt - ein Vielfaches besser noch als Silber (welches in Reinform den besten metallischen Wärmeleiter darstellt - 925er Sterlingsilber ist schon wieder schlechter als Kupfer).
Wie schauts aus mit Si-Einkristallen, sind Chemisch ähnlich wie siehts damit aus?
Si hat nicht die gleiche Kristallstrukur wie Diamant und bei RT und dementsprechend auch nur eine Wärmeleitfähighkeit von ca. 150 W/m*K. Allerdings ist die Wärmeleitfähigkeit hier stark temperaurabhängig. Bei sehr tiefen Temperauren (wenige Kelvin über den absoluten Nullkunkt) kann sie höher als Diamant bei RT sein.
Warum sind nur Kubisch-Flächenzentrierte Metalle wirklich gute Wärmeleiter? Oder ist es kubisch-flächenzentriert > kubisch-innenzentriertes > kubisch-primitiv?
Weil die sog.
Kusszahl bei kfz-Gittern aus gleichen Atomen höher ist als bei krz oder kp Gittern.
Hast du irgendwelche Literatur dazu?
Nur Skripte und Vorlesungsmitschriebe - irgendwo im Keller vergraben.
Ich kenne die ganzen Metall-/Ionengitter aber alle nur in hinblick auf elektrische Leitfähigkeit -> Conductivity. Über die Wärmeleitfähigkeit und den Zusammenhang mit der Gitterstruktur habe ich noch nichts gehört.
Ist aber äußerst relvant dafür. Je ungestörter sich die Phononen im Kistall fortpflanzen können, desto besser die Wärmeleitfähigkeit - und das ist hat davon abhängig wie der Ksitall aufgebaut ist und wie vielr mögliche "Anstoßpartner" jedem Atom in welchen Abstand gegenüberstehen.
Punkto Reaktion mit Wasser. Wasser würde hier ja als Elektrolyt agieren. Aber meine Idee war es ja das Liquid-Metall als Schutzschicht des Kühlers zu verwenden und so zu passivieren, ergo gäbe es keinen Elektrolyt zwischen dem Kupfer und der LqM. Aber das war eigentlich wirklich nur ein blinder Schuss ins blaue
Wobei ich mir nicht sicher bin ob die LqM-Legierung die ich anpeile überhaupt Gallium beinhaltet es soll ja schliesslich im Arbeitsbereich stabil (amorph) sein. Wäre ziemlich dämlich wenn man durch die Arbeitstemperatur die Legierung dazu bringen Gitter zu bilden. So stellt man ja Keramiken her, wobei ich euch das ja sicher nicht zu erklären brauch.
Man kann die Gitterbildung in einigen Werkstoffen auch durch Schockabkühlung vehindern aber allgemein ist es schwer gitterbildende Elemente, Legierungen oder Keramiken dazu zu überreden amorph zu erstarren. Beim Glas geht das aj auch nicht ohen Weiteres. SiO2 erstarrt schließlich ohne Zugabe der üblichen Glasbildner ebenfalls kristallin.
Polykristalline Stoffe = Graphit? Naja für mich und mein Verständnis ist das einfach eine planare sp2-Konfiguration. Hat tatsächlich als Single-Layer enorme Eigenschaften die aber als Mehrschicht-Material verloren gehen. Als single Layer ist es ein Hochtemperatur-Supraleiter man kann es um sein 8-faches dehnen, Wärmeleitfähigkeit weiss ich gerade nicht.
Als Monolage hast du
Graphen. Dessen Wärmleitfähigkeit ist, bis auf Mikrobauteile aber eher akademisch zu handhaben. Graphit, in der uns allen bekannten Form, liegt polykristallin vor (d. h. viele unterschiedlich orentierte, i. d. R. einige nm bis wenige µm große, hex-Kritallite bilden den Festkörper). Genauso ist es im Regelfall auch mit metallischen und keramischen Festkörpern. Einkristalle lassen sich nur erzeugen, wenn das Gitter von einem einzigen sog. Keim über das gesamte Volumen wächst, und da ist bekanntlich nicht leicht zu erreichen. Natürlich kommt so etwas nur besonderen Bedinungen vor (z.B. viele Edelsteine und Salzeinkristalle die sehr langsam aus einer übersättigten Athmosphäre heraus wachsen oder die Eis-Einkristalle die sich mutmaßlich im Wostok-See unter dem Druck des antaktischen Eisschlilds gebildet haben).
Villeicht könnt ihr mir auch hier ein Überlegungsfehler erklären. Muss es denn ein Ein-Element sein das so gut Wärme leitet könnte es nicht auch ein ionisch kovalenter Kristall sein. Dummes Beispiel: NaCl als Kubisch-flächenzentriertes Gitter?
Wenn du ein Reinelement hast, welches als kfz-Gitter erstarrt, haben alle Atome der Elementarzelle denselben Abstand und sehen etwa gleich starke Bindungskräfte. Ein solches Gitter leitet Phoneneschwingungen prinzipiell besser und "verlustärmer" als z.B, ein krz-Gitter, bei dem die Abstände zwischend en Atomen unterschiedlich und teilwiese länger sind. Ein ionisch und/oder kovalent gebundener Kristall (egal welcher Gitterstruktur) hat dieses Problem schon deshalb weil die Atomradien unterschiedlich sind. Das ist auch bei NaCl der Fall, obwohl es ein kfz-Gitter ausbildet. Hinzu kommt bei allen polykristallinen Werkstoffen, dass die Korngrenzen (also die Grenzen zwischen den Einzelkristalliten) Gitterstörungen darstellen, an denen die Weiterleitung von Phononen ebenfalls behindert wird und somit die Wärmeleitfähigkeit reduziert wird. Wie stark sich das auswirkt ist aber ganz erheblich von den jeweils beteiligten Elementen und Gitterstrukturen abhängig. Es gibt außerdem noch weitere Effekte die Übertragung von Gitterschwingungen stören.
Jedenfalls sind viele Keramiken aus o. g. Gründen sehr schlechte Wärmeleiter - wobei es da noch recht große Unterschiede gibt. SiC ist z.B. ein recht schlechter Wärmeleiter, während SiN ein, für keramische Verhältnisse, sehr guter ist...
