Устройство для измерения коэффициентов термоэдс халькогенидных полупроводниковых термоэлектрических материалов Советский патент 1977 года по МПК H01L21/66 

мо-ЭДС хапькогенидных полупроводниковых термоэлектрических материалов.

Исследуемый халькогенид 1 помешен в трубчатый кварцевый цилиндр 2, имеющий притерное кварцевое основание 3 с отверс- g тиями под конусообразные графитовые аонды 4, на которых укреплены хромель-алюминиевые термопары 5 для измерения термо-ЭДС притертую графитовую крышку 6 с отверстиями под конусообразные кварцевые вводы 7 |0 для датчиков температуры 8 (хромель-алюминиевые термопары для измерения перепада температур в измеряемом вeшecтвe ; графитовую пробку 9. Кварцевый цилиндр 2 нахо-. дится в массивном разъемном цилиндричес- jg ком блоке 10 из нержавеющей стали. Устройство содержит также экраны 11, стабилизации темпе1$атурного поля,вакуумную кварцевую камеру 12, трубчатую нагреватезЛщю печь 13, механизм 14 перемещения печи j вдоль вакуумного колпака.

Все соприкасающиеся поверхности деталей 2-9 разборной измерительной ячейки прищлифованы- это позволяет сохранить химический состав исследуемого .вещества неизменным длительное время. .Для получения наименьщего перепада температур графитовые зонды 4 размещены в основании 3 на расстоянии порядка 1 см один от другого. Разъемный металлический блок 7, внутри зо

которого асимметрично располагается измерительная ячейка, создает осевой градиент температуры и стабилизирует температурное поле. Экраны 11 устраняют конвекционные потоки газа, стабилизируя температурное 85 поле.

Последовательность работы с устройством следующая.

Размельченное исследуемое вещество заг ружается в измерительную ячейку через от- 40 верстие, которое закрывается графитовой пробкой 9. Затем ячейку помешают внутрь разъемного блока 10. Камеру 12 вакуумируют и заполняют очищенным от кислорода инертным газом. Исследуемое вешество расплавляют при помо-Дб щи нагревательной печи 13, Осевой градиент температуры устанавливается перемещением печи вдоль вакуумного колпака, а рабочая температура - выбором необходимой мощности печи. После измерения величинытермо-ЭДСЗД между одноименными ветвями термопар 5 и измерения перепада температур термопарами 8 вычисляется коэффициент термо-ЭДС.

Использование разборной конструкции ячейки выгодно отличает предлагаемое из- 55 мерительное устройство от известных, так как оно позволяет производить измерения термо-ЭДС халькогенида в области плавления и предплавления при многократных переходах из жидкого состояния в твердое, поскольку 60

В стенках разборной $гчейкн не возникают дополнительные механические напряжения, вызывающие ее разрущенйе. Применение предлагаемого устройства позволяет снимать температурную зависии/1ость коэффициента термоЭДС полупроводниковых термоэлектрических материалов в твердом состоянии, (от комнатной температуры), в области плавления и в расплаве. Многократные измерениятермо-ЭДС в области плавления и предплавления дают возможность статистически обрабатьтать получаемые результаты, что повышает их точность и надежность.

Массивный металлический блок с асим- метрично расположенной измерительной ячейкой в сочетании с нагревательной печью поэ. воляет устанавливать в исследуемом вешест ве практически любые градиенты температур. Наименьщий перепад температур, который можно создать между зондами, ограничивается только точностью градуировки применяемых термопар. Переход халькогенида из твердого состояния в жидкое происходит в узком диапазоне температур, поэтому измерения термо-ЭДС при малых перепадах температур повышают точность результатов.

Применение разборной измерительной ячейки состоящей из простых деталей, одной нагревательной печи, расположенной вне в лизации температурного поля позволяет упростить конструкцию измерительного устройства в целом по сравнению с известными и производить измерения коэффициентов дифференциальной термо-ЭДС халькогенидов в области плавления и предплавления,, что практически невозможно было сделать известными устройствами. Возможность измерения коэ4 фициентов термо-ЭДС в области плавления и предплавления имеет не только чисто физический интерес, но и практическое применение, так как халькогениды являются ооновными материалами, используемыми в термоэлектрических устройствах.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициентов термо-ЭДС халькогениднь1Х полупроводниковых термоэлектрических материалов, содержащее графитовые зрнды с термопарами, дат чики температуры, помешенные в кварцевые вводы, вакуумную кварцевую камеру с флавцем, заполненную инертным газом, трубчатую нагревательную печь, о т л и ч а ю- ш е е с я тем, что, с целью повьпиения надежности и точности измерений в температурной области плавления н предплавл ния, в кварцевую камеру помещен мгЬсснвкуумируемого пространства, и блока стабибный металлический разъемный блок с экранами и с асимметрично расположенной полостью, внутри которой установден кварцевый цилиндр, содержащий с одной стороны притертое кварцевое основа - д ние с отверстиями для 1 рафитовых зондов, а с другой - притертую графитовую крышку с отверстаями для кварцевых вводов и одним отверстием с графитовой пробкой для засыпки исследуемого халькогенида,. }Q 55546 Источники информации, принятые во вн№мание при экспертизе: 1.Глазов В. М. и др. Жидкие полупроводники. М., Наука, 1967 , с. 131, 2.Казанджан Б. И. Ячейка для измерения термо-ЭДС полупроводников в расплавленном состоянии. ПТЭ, 1969 №3, с. 196 (прототип).