Способ снижения выхода поверхности коллектора термоэмиссионного преобразователя

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„8141

3(51) Н 01 J 45/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 2662283/18-25 (22) 06.09.78 (46) 30.07.83. Бюл. И 28 (72) И.Г. Гвердцители, А.Г. Каландаришвили, Г.Л. Какулия и Е.В. Спригуль (53) 621.039.5(088.8) (56) 1. Патент США N 3155849, кл. 310-.4, опублик. 1962.

2. Гвердцители И.Г. и др. "Способ снижения работы выхода поверхности коллектора ТЭП". "Письма в ЖТф", т.3, вып. 22, с. 1199-1202 (прототип). (54) (57) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ РАБОТЫ ВЫХОДА ПОВЕРХНОСТИ КОЛЛЕКТОРА ТЕРМОЭМИС"

СИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, включающий образование на рабочей поверхности полупроводниковой пленки путем ввода непосредственно в межэлектродный зазор преобразователя паров сплава галлия и цезия, отличающийся тем, что, с целью увеличения выходной удельной мощности преобразователя с коллектором, выполненным преимущественно из ниобия, используют сплав в соотношении мольных долей цезия к галлию 2:1.

8141

Изобретение относится к области прямого преобразования тепловой энергии в электрйческую и может быт ь использовано преимущественно в термоэмиссионных преобразователях энергии (ТЭП ).

Известен способ снижения работы

-выхода поверхности коллектора цезивого ТЭП путем подачи в межэлектродный зазор преобразователя электроот- 10 рицательных добавок к цезию таких, как кислород Г1 ).

Недостатком известного способа является то, что эти добавки являются активными и сокращают ресурсоспособность преобразователя из-за интенсивного массопереноса материала эмиттера на коллектор.

Известен способ снижения работы выхода поверхности коллектора ТЭП, включающий образование на рабочей поверхности полупроводниковой пленки путем ввода непосредственно в межэлектродный зазор преобразователя смеси паров сплава галлия и цезия f2 ).

Однако, как показывает эксперимент, при этом способе максимальное увели" чение выходной удельной мощности ТЭП с ниобиевым коллектором не превышает

30%.

Целью изобретения является увелиЗО чение выходной удельной мощности пре1 образователя с коллектором, выполненным преимущественно иэ ниобия.

Поставленная цель достигается тем, что в способе снижения работы выхода 3 поверхности коллектора ТЭИ, включающем образование на рабочей поверхности полупроводниковой пленки путем ввода непосредственно в межэлектродный зазор преобразователя паров сплава галлия и цезия, используют сплав в соотношении мольных долей цезия к галлию 2 1.

Для реализации описываемого спосо" ба была собрана экспериментальная ус-4> тановка, которая представлена на фиг. 1; на фиг.. 2 показаны характеристические кривые.

Установка содержит двухходовой вентиль 1, цилиндрический ТЭП 2, ва- И куумную камеру 3, термостат 4 для цезия, приборный геттер 5, резервуар 6 с галлием, внутренний контейнер которого изготовлен из алунда, приборный двухходовой вентиль 7, дис-$$ тиллятор 8, контейнер 9 с цезием, холодильник 10 дистиллятора. После

67 2 обезгаживания вакуумно-цезиевой системы до остаточного давления 1 10 тор резервуар с галлием отсекался от прибора, вентиль 7 закрывался в сторону прибора, вскрывалась ампула с цезием и с помощью дистиллятора производилась очистка цезия путем вакуумной дистилляции, после чего проводилась переконденсация цезия в термостат 4.

Снятие вольтамперных характеристик: (ВАХ ) прибора в парах цезия пройзводилось для температур эммитера в пре" делах 1250-1600 С при температуре кол-, лектора 600 С. Подача паров цезия в межэлектродный зазор ТЭИ осуществлялась из цезиевого термостата 4, давление менялось в пределах 0,1—

5,0 тор. Огибающая ВАХ для цезия при

Тэ = 1250 С, Т „ = 600 С представле"на в виде кривой А на фиг. 2. После снятия BAX цезий переконденсировался в резервуар, где находился жидкий галлий, Затеи резервуар с галлием и цезием отсекался от прибора вентилем 1 и проводилась гомогенизация при температуре резервуара 300 С в тече" ние восьми часов. Иосле гомогенизации вентиль 1 открывался и в межэлектродный зазор ТЭП вводились пары цезия с галлием. Давление паров гал" лия и цезия варьировалось изменением температуры резервуара 6 в пределах

200-500 С и снимались ВАХ для системы цезий-галий при Т в = 1250-1600 С и Т к 600 С. Ио экспериментальным данным была построена огибающая ВАХ для смеси паров цезия и галлия при

1250ОС и Тк = 600 С, которая представлена в виде кривой Б на фиг.2

Как видно из фиг. 2, наличие в межэлектродном зазоре ТЭП смеси паров цезия и галлия смещает огибающую ВАХ почти параллельно llG сравнению с lit:рвоначальной в сторону больших напряжений. Иараллельное смещение огибающих BAX преобразователя исключает влияние кислорода на выходные параметры ТЗИ. Улучшение выходных параметров ТЗИ связано с уменьшением работы выхода коллектора на 0,15 эВ.

Использование данного изобретения позволяет получить на коллекторе, изготовленном из ниобия, тонкий слой полупроводникового типа в виде соединения галлия с цезием, снизить падение напряжения в этом слое и повысить выходную удельную мощность ТЭП в среднем на 40-80 .

8141 7

ôèà 2

Составитель В. Бобров Редактор Е. Зубиетова Техрел Ж.Кастелевич КорректорА.Повн

Заказ 6550/3 . Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откратий

113035 Иосква Ж-ЗС Расейская наб и 4/С ъъаЗЛ,е ваВ в СЗ яйла

Филиал ППП "Патент"., г. Ужгород, ул. Проектная, 4