Спосіб вимірювання коефіцієнта зєєбека
До СВІДОЦТВОМ
Заявлено 12. 06.72(21> 1796408/26-25 г з приєднанням заявки 1 л(51) М Кл 601л 25!ii0
Ради тйинистроа СРСР у справах винаходів та відкриттів (32) Пріоритет
Опубліковано 05.12.74. Бюлетень №45
О. П. Головін (71) Заявник Інститут хімії Уральського наукового центру АН СРСР (54) СПОСІБ ВИМІРЮВАННЯ КОЕФІЦІЄНТА ЗЕЕБЕКА
Відомий спосіб абсолютних вимірювань коефіцієнта Зеєбека (називається також коефіцієнтом термо-е. д. с. або абсолютною диференціальний термо-електрорушійною силою) досліджуваного матеріалу суміс- 5 але з надпровідниковим матеріалом (ЙЩ У.Р Реатоп O .Â. Тетрбейоп Х.М.
"Абсолютна шкала термо-е. д. с.", СОЛЬ7Я се с9 Fhgsigue mes 24sses 73mperagupes, Париж, 1955р, стор 418-420). 10
При вимірах диференціальним методом між "гарячим і холодним спаями термопари, що утворюється, створюють різницю
:температур в кілька градусів, вимірюють виникає в розімкнутому ланцюгу а.д.с. і поділяють її на різницю температур між спаями термопари. Так як у надпровіднику термо-. д. с. не виникає, отримують безпосередньо коефіцієнт Зеєбека досліджуваного матеріалу. Істотним недоліком такого способу є те, що він застосовний тільки при дуже низьких температурах.
pax, при яких працюють надпровідникові матеріали (одиниці та десятки градусів Кельвіна). 8 зокрема, він є придатним для вимірювання коефіцієнта Зеєбека металів і сплавів при кімнатних температурах.
Метою винаходу є проведення абсолютних вимірів коефіцієнта Зеєбека без еталонного матеріалу.
Для цього електричне поле створене термо-е. д, с. зразка з досліджуваного матеріалу, концентрують в обмеженій області простору та компенсують додатковою е. буд.с., яку вводять в ізометричний розрив зразка, визначаючи ступінь компенсації зміни траєкторії потоку заряджених частинок, пропушеного через взяту область простору. За виміряною різницею температур у зразку та величині компенсуючої е. д. с. обчислюють коефіцієнт Зеєбека.
Коефіцієнт Зеєбека є функцією температури, тому при вимірах диференціальним методом встановлюють необхідну середню температуру зразка, поміщаючи його в піч. Для виникнення термо-е. д. с. необхідна різниця температур Д Т у зразку, яку створюють доб.
Ц1!ІІПІ Державного комітету Ради Міністрів СРСР у справах винаходів та відкриттів
Москва, ПЗОЗЬ, Рауська наб.
Підприємство Патент, Москва, Г-59, Бережківська наб., 24 додатковим нагрівачем або місцевим тепловідведенням. Оскільки коефіцієнт Зеєбека вимірюють на певній температурі, ДТ має бути мінімальною. Але малу різницю температур важко точно виміряти, особливо при температурах кілька сотень градусів Цельсія. До того ж, при малій різниці температур мала інтегральна термо-е. д. с. зразка, що дорівнює 847 де вЂ" коефіцієнт Зеєбека; отже, ц важко створити електричне поле достатньої напруженості, щоб істотно змінити траєкторію потоку еаряжених частинок. Тому, якщо характер зміни ф від температури не відомий, встановлюють І; про різницю темепратур у зразку 20-40 С.
Якщо з відносних вимірів відомо, що коефіцієнт Зеєбекаї досліджуваного ма.-. теріала лінійно залежить від температури, то Д Т можна значно збільшити (до 2О
100-200оС). Для концентрації електричного поля зразку надають таку форму, щоб між його ділянками з максимальною різницею температур був зазор
2-3 мм. Цей зазор (або весьзразок) 25 спільно з джерелом заряджених частинок, наприклад електронною гарматою, вакуумують
-7 -10 до 10 - 10 торр і пропускають через нього сфокусований у вузький промінь потік заряджених частинок. В електричному полі зазору відбувається відхилення променя, пропорційне, при однаковому ДТ, величині і знаку коефіцієнта Зеебека досліджуваного матеріалу. . д„с. Підбирає-4й, ють таку величину і знак е. д. с., щоб повністю відновити траєкторію потоку заряджених частинок, яку він мав за відсутності різниці температур у зразку, Вимірюють цю компенсуючу е. д. с. і відповідну їй ДП і одержують коефіцієнт Зеєбека шляхом поділу першої виміряної величини на другу.
При вимірюваннях інтегральним методом один кінець робочої ділянки зразка термостатують, а температуру іншого змінюють широкому діапазоні. Потім, вимірюючи компенсуючу е. д. с. та ДП, будують криву залежності інтегральної термое. д. с. зразка від різниці температур у ньому, і, диференціюючи її за температурою, визначають коефіцієнт Зеєбека.
Таким чином, потрібна наступна послідовність операцій. Зразку з досліджуваного матеріалу надають відповідну форму, наприклад форму плоского конденсатора, замкненого тонким перешийком. Вакуумують його разом із джерелом потоку заряджених частинок. Потік частинок фокусують у вузький промінь і спрямовують його в область простору, де концентроване електричне поле зразка. Встановлюють необхідну середню температуру зразка та вимірюють її. Одночасно з цим встановлюють і вимірюють різницю температур у зразку,Додатковою е. д. с. відновлюють початкову траєкторію потоку частинок і вимірюють компенсуючу е. д. с. За величиною компенсуючої е. д. с. hT обчислюють коефіцієнт Зеебека досліджуваного матеріалу для даної температури.
Спосіб вимірювання коефіцієнта Зеебека, який відрізняється тим, що з метою проведення абсолютних вимірювань у зразку, кінці якого підтримуються при різних температурах, роблять ізотермічний розрив і термо-е. д. с., що виникає в ізотермічному розриві, компенсують додатковою е. д. с., визначають петінь компенсації зі зміни. траєкторії потоку заряджених частинок пропущеного через розрив зразка, і за виміряною різницею температур і величиною компенсуючої е. д. с. визначають коефіцієнт Зеєбека.