Способ измерения коэффициента зеебека

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналистмч вских

Республик

{11) 452775 (61) Зависимое от авт. свидетельства (22} Заявлено 12. 06.72(21} 1796408/26-25 г с присоединением заявки 1 л(51) М Кл 601л 25!ii0

Гасударственный комитет

Совета тйинистроа СССР по делам изобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 05.12.74. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 25 Л2. 74 (53) УДК 537.32(OHH.ì) (72) Автор изобретения

О. П. Головин (71) Заявитель Институт химии Уральского научного центра АН СССР (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗЕЕБЕКА

Известен способ абсолютных измерений коэффициента Зеебека (называемого также коэффициентом термо-э. д. с. или абсолютной дифференциальный термо-электродвижушей силой) исследуемого материала совмест- 5 но со сверхпроводниковым материалом (ЙЩ У.Р Реатоп O .Â. Тетрбейоп Х.М.

"Абсолютная шкала термо-э. д. с.",СОЛЬ7Я се с9 Fhgsigue mes 24sses 73mperagupes, Париж, 1955г, стр. 418-420). 10

При измерениях дифференциальным методом между "горячим и холодным спаями образующейся термопары создают разность

:температур в несколько градусов, измеряют возникающую в разомкнутой цепи а.д.с. и делят ее на разность температур между спаями термопары. Так как в сверхпроводнике термо- . д. с. не возникает, получают непосредственно коэффициент Зеебека иссле дуемого материала. Существенным недостаъ- о ком такого способа является то, что он применим только при очень низких температу

pax,,при которых работают сверхпроводниковые материалы (единицы и десятки градусов Кельвина). 8 частности, он ие приго ден для измерения коэффициента Зеебека металлов и сплавов при комнатных температурах.

Целью изобретения является проведение абсолютных измерений коэффициента Зеебека без эталонного материала.

Для этого электрическое поле, созданное термо-э. д, с. образца из исследуемого материала, концентрируют в ограниченной области пространства и компенсируют дополнительной э. д. с., которую вводят в изометрический разрыв образца, определяя степень компенсации по изменению траектории потока заряженных частиц, пропушенного через взятую область пространства. По измеренной разности температур в образце и величине компенсирующей э. д. с. вычисляют коэффициент Зеебека.

Коэффициент Зеебека является функцией температуры, поэтому при измерениях дифференциальным методом устанавливают необходимую среднюю температуру образца, помещая его s печь. Для возникновения термо-э. д. с. необходима разность температур Д Т в образце, которую создают доБ.Рзянин

Составитель редактор Т рл

Т.О овская

Тех ред

Т.Курилко

Корректоры: Орцова

Заказ (Я т

Подписное

Ц1!ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, ПЗОЗЬ, Раушская наб.„4

Предприятие Патент>, Москва, Г-59, Бережковская наб., 24 полнительным нагревателем или местным теплоотводом. Так как коэффициент Зеебека измеряют на определенной температуре,ДТ должна быть минимальной. Но малую разность температур трудно точно измерить, 5 особенно при температурах несколько сотен градусов Цельсия. К тому же,, при малой разности температур мала интегральная термо-э. д. с. образца, равная 847 где — коэффициент Зеебека; следовательно, ц трудно создать электрическое поле достаточной напряженности, чтобы существенно изменить траекторию потока эаряженяых частиц. Поэтому, если характер изменения ф от температуры не известен, устанащтивают И; о разность темепратур в образце 20-40 С.

Если из относительных измерений известно, что коэффициент Зеебекаи исследуемого ма.-. териала линейно зависит от температуры, то Д Т можно значительно увеличить (до 2О

100-200оС). Для концентрации электрического поля образцу придают такую форму, чтобы между его участками с максимальной разностью температур был зазор

2-3 мм. Этот зазор (либо весь образец) 25 совместно с источником заряженных частиц, например электронной пушкой, вакуумируют

-7 -10 до 10 - 10 торр и пропускают через него сфокусированный в .узкий луч поток заряженных частиц. В электрическом поле зазора происходит отклонение луча, пропорциональное, при одинаковом ДТ, величине и знаку коэффициента Зеебека исследуемого материала, Изменение траектории потока заряженных частиц определяют, например, по светящемуся пятну на флуоресцирующем экране, Затем замкнутый изотермический участок образца размыкают и подключают в разрыв дополнительную э. д„с. Подбира- 4й, ют такую величину и знак э. д. с., чтобы полностью восстановить траекторию потока заряженных частиц, которую он имел при отсутствии разности температур в образце, Измеряют эту компенсируюшую э. д. с. и соответствующую ей ДТ и получают коэффициент Зеебека путем деления первой измеренной величины на вторую.

При измерениях интегральным методом один конец рабочего участка образца термо статируют, а температуру другого изменяют в широком диапазоне. Затем, измеряя компенсирующую э. д. с. и ДТ, строят кривую зависимости интегральной термоэ. д. с. образца от разности температур в нем, и, дифференцируя ее по температуре, определяют коэффициент Зеебека.

Таким образом, необходима следующая последовательность операций. Образцу из исследуемого материала придают соответствующую форму, например, форму плоского конденсатора, замкнутого тонким перешейком. Вакуумируют его совместно с источником потока заряженных частиц. Поток частиц фокусируют в узкий луч и направляют его в область пространства, где сконцентрировано электрическое поле образца. Устанавливают необходимую среднюю температуру образца и измеряют ее. Одновременно с этим устанавливают и измеряют разность температур в образце, Дополнительной э. д. с. востанавливают начальную траекторию потока частиц и измеряют компенсируюшую э. д. с. По величине компенсирующей э. д. с. и hT вычисляют коэффициент Зеебека исследуемого материала для данной температуры.

Предмет изобретения

Способ измерения коэффициента Зеебека, отличающийся тем,что,с целью проведения абсолютных измерений в образце, концы которого поддерживаются при разных температурах, делают изотермический разрыв и термо-э. д. с., возникающую в изотермическом разрыве, компенсируют дополнительной э. д. с., определяют спетень компенсации по изменению. траектории потока заряженных частиц про« пущенного через разрыв образца, и по измеренной разности температур и величине компенсирующей э. д. с. определяют коэфЙициент Зеебека.