Способ определения тепмературы

 

у с

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (i) 574632

Сои)з Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.02.76 (21) 2324754/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритст (43) Опубликовано 30.09.77. Вюллст,"пь № 36 (45) Дата опубликования описания 14.10.77 (51) М. Кл.2 G 01К 11 28

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (, 53) УДК 536.51(088.8) (72) Авторы изобретения А. В. Абрамов, В. А. Мишурный, В. Г. Никитин и Д. H. Третьяков (71) Заявитель Ордена Ленина физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано при контроле температуры в установках для выращивания кристаллов и в металлургии.

Известны способы измерения температуры по фазовому переходу контрольного вещества (растворсние, таяние, помутнение, плавлсние) (1, 2).

При этих способах фазовый переход происходит при одной определенной температуре, 10 что ограничивает диапазон измеряемых температур и точность измерения.

Известен также способ измерения температуры посредством набора термочувствительных веществ, изменяющих свое состояние при 15 определенной температуре (3).

Для измерения температуры таким способом в заданном интервале необходим большой набор термочувствительных веществ. При этом точность измерения определяется различием в 20 температурах фазовых переходов.

В ряде технологических процессов, в частности в жидкостной и газовой эпитаксии, очень важно точно измерять температуру на грани- 25 це кристаллизации. С помощью известных способов проделать такие измерения невозможно.

Цель изобретения — повышение точности определения температуры на границе фаз жидкость — твердое тело. 30

По предлагаемому способу это достигается тем, что выбирают материал контрольного вещества и растворителя, исходя из требований максимальной растворимости контрольного вещества в растворителе и максимальных градиентов растворимости по температуре в пзмс. ряемых температурных диапазонах, а измере ние температуры проводят, опрсдсляя концсптрацшо контрольного всщсства, растворенного в растворителе. Концентрацию контрольного вещества, растворенного в растворителе, определяют взвешиванием этого вещества до и после растворения, причем потерю веса контрольпого вещества увеличивают, выбирая больший объем растворителя.

Для измерения тсмпературы в интервале

600 — 1200 С в качестве контрольного вещества используют арсенпд галлия, а в качсствс растворителя — галлий или олово.

Рассмотрим процесс измерения температуры с использованием в качестве контрольного вещества арсенида галлия, в качсствс растворителя — галлия. Предварительно взвешенный арсснид галлия и галлий размещают в контейнере. После стабилизации тсмпсратуры печи Ga *и GaAs приводят в контакт и выдерживают до установления равновесия в сНсТс мс и образования насыщенного раствора. 3атем галлий изолируют от арсенпда галлия.

При этом необходимо, чтобы остатки раство574632

Формула изобретения

Составитель Ю. Андрнянов

Тсхрсд Л. Гладкова Корректор И. Позняковская

Редактор Т. Рыбалова

Подписное

Заказ 2305712 11зд. М 817 1 яра>к 881

11ПО Госуд IpcTI3L111101 когяптста Совета Министров СССР по дслагя изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2 рнтеля были полностью удалены с поверхности GaAs. В противном случае точность измерения температуры снижается (по мере остывания печи на коптрол; пом веществе из остатков галлия кристаллизуется слой GaAs, что приводит к ошибке в определении растворимости).

Используя вычисленную потерю веса баАэ после его подрастворения, определяют растворимость мышьяка в галлии. Искомую температуру находят по диаграмме состояний в системе GaAs. Поскольку концентрация растворенного вещества однозначно определяется процессами, происходящими на границе раздела фаз, то предложенный способ позволяет измерять температуру на границе жидкость— твердое тело, или па границе кристаллизации.

I г0OI>t ув Jill lllTb гоч1гост > OIII) 71 0lll15l тсi>lпсрагуры, в качестве растворителя н контрольного всгцсства выбирают такие системы, в которых растворимость при измеряемой темпсратурс максимальна. Для этой цели наиболсс удобны такие системы, в которых максимальны изменения величины растворимости на

1 С, т. е. максимальны градиенты растворимости по температуре.

В частности, в интервале температур 200—

400 С в качестве контрольного вещества удобно использовать InSb, в интервале 400— б00 С вЂ” G a S b, в интервале б00 — 1200 С—

GaAs, в интервале 800 — 1400" С вЂ” СтаР. При этом в качестве растворителей можно применять галлий, индий, олово или висмут.

Пример. В качестве контрольного вещества используют GaAs весом 192,б0 мг, в качестве растворителя — Ga весом 2008,5 мг.

Потеря веса контрольного вещества при сго растворении составляет 51,43 мг. Растворимость контрольного вещества в aëèè, найденная из потери веса — 1,208 ат. о/о. По диаграмме состояний системы Ga — As находят

5 искомую температуру. Для растворимости

1,208 ат. % она составляет 748,87=С.

1. Способ определения температуры по растворимости контрольного вещества в растворителе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения температуры па границе фаз жидкость — твердое тело, 15 опрсделяют концентрацию контрольного вещества в растворителе взвешиванием контрольного вещества, находящегося в твердой фазе, до растворения и послс получения насыщепноr<> раствор» в определенном количестве рас2() творитсля, а затем по диаграмме состояния насыщенного раствора определяют искомую температуру.

2. Способ п о п. 1, о т л и ч а 1о шийся те м, что, с целью обеспечения возможности изме25 рения температуры в интервале 600 — 1200 С, в качестве контрольного вещества используют арсенид галлия, а в качестве растворителя— галлий или олово.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 382б141, кл. 117 — 211, 1973.

35 2. Патент Франции № 2128345, кл. G OIK

11/28, 1974.

3. Патент США ¹ 3704б25, кл. 117 — 211, 1973.