Материал для термоэлемента

 

.оскар

ОП ИСЛ Е

ЙЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

240065

Союз Ссзетсниз

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 23. I V.1962 (№ 775286/24-7) Кл. 2!Ь, 27/03 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.111.1969. Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования описания 8Л 111.1969

МПЕ Н 01m

4 ДK

Комитет ао делам

-изсоретений и открытий ори Совете министров

СССР

Авторы изобретения

Л. Л. Коренблит и А. Г. Самойлович

Заявитель

МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТЕРМОЭЛЕМЕНТА

Применяемые в настоящее время термоэлементы, состоящие из той или иной пары веществ (обычно изотропных полупроводниковых соединений), скоммутированных в заданном рабочем интервале температуры, отлигаютсл тем, что электрическая цепь таких генераторов неоднородна, так как она включает переход между. положите.пьной и отрицательной ветвями генератора, причем переход вследствие высокой температуры, взаимной диффузии, окисления и других процессов быстро стареет, и генератор выходит из строя. Ввиду сравнительно малого падения напряжения на каждом отдельном термоэлементс для получения постоянного падения напряжения порядка сотни волы (без помощи преобразователя) потребуется батарея из многих десятков или даже сотен термоэлсментов, что усложняет KOHcTpót:öøо.

Цель изобретения — применение нового м атериала, позволяющего получа гь термоэлементы с повышенной термо-э.д.с. и более продол>кительным сроком слу>кбы.

Отличительная особенность нового материала длл термоэлемента заключаетсл в том, что ои изготовлен из монокрисгалличес .их веществ с анизотропной термо-э.д.с., например из висмута Bl или сплава висмут-сурьма

В! — Sb.

На фиг. изображена прямоугольная. монокристаллическая пластинка; на фиг. 2 — 4 показаны термоэлементы различной формы.

Если дифференциальная термо-э.д.с. вдоль главной оси кристалла (направление главной оси обозначено на фиг. 1 косыми линиями штриховки) равна а т, а в направлении, перпендикулярном главной оси, — аь то при а . b перепад температуры (Т,— Т,) между верх1О ней и нижней сторонами пластины порождает однородное температурное поле, т. е. температура в пластине зависит лишь от у. В направлении оси х вследствие анизогропии среды возникает падение напряжения

Т,— Тс . 2H

1. а - - " („— л,) sin — —, где 8 — угол между главной осью кристалла и осью х, ко20 торос можно использовать в качестве источника напряжения.

Термоэпемент имеет вид разрезанной вдоль радиуса шайбы, изготовленной из монокристаллического вещества таким образом, что

25 В каждой точке этОЙ шайоы угол между радиусом-вектором, проведенным из начала координат, и главной осью кристалла постоянен и равен О. Если между внешней и внутренней окружностями, ограничивающими шай30 бу, создать разность температуры Т,— Т,, го

240065

Предмет изобретения г

1!

I т г

Корректор Л. Г. Коро од

Текред Т. 11. Курилко

Заказ 1809/4 Тираж 480 Подписное

ЦIIИИПИ Комитета ио делам изобретений и открьгтий1 при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 на торцах разреза возникает термо-э.д.с.

Т,— T., sinО

U2z — (т, —,) —, которую также

ln (R /Ro) 2 можно использовать в качестве источника напряжения. Шайба может быть составлена из отдельных секторов, вырезанных из монокристаллической пластинки.

Термоэлементы однородны, т. е. состоят из одного рабочего монокристаллического веще- Т0 ства, что повышает их термоустойчивость в более широком интервале рабочих температур.

Падение напряжения на отдельном термоэлементе определяется не только характеристиками веществ и перепадом температуры, но 15 также поперечными размерами термоэлемента, т. е. его протяженностью в направлении, перпендикулярном градиенту температуры.

Для увеличения падения напряжения на отдельном термоэлементе достаточно увеличить 20 его поперечные размеры. В одном варианте это можно осуществить, изготавливая термоэлемент в виде гармони (ом. фиг. 3), в другом— в виде спирали (см. фиг. 4). Соответственно падение напряжения увеличивается при этом в и раз, где n — число витков спирали.

Эффективность термоэлементов зависит от

aiba — яь и, следовательно, тем больше, чем более анизотропна термо-э.д.с. в данном кристалле; например, в кристаллах Bi — (а11 — к,) .

50 и в/град, тогда как (атт — а1) 200 II, в/град.

Согласно изобретению анизотропные термоэлементы могут найти применение, когда необходимо получить наибольшую э.д.с. на единицу веса термоэлемента, независимо от к.п.д. устройства, например, в условиях подводного или космического плавания при использовании атомного топлива.

Материал для термоэлемента, отличаюи4ийся тем, что, с целью повышения термо-э.д.с. и срока службы, он изготовлен из монокристаллических веществ с анизотропной термо-э.д.с., например из висмута Bi или сплава висмутсурьма Bi — Sb.