Способ измерения коэффициеита теплопроводности

28490 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова Советокик Социвлиотичеокик РвопуйпикЗависимое от авт. авидетельсгваЗаявлено 01.Х 11.1966 ( 1115853/26-10)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 17.Ч.1968. Бюллетень17Дата опубликования описания 8 Х 111.1968 Кл. 421, 12/О 11 К б 011 с Комитет по девам зоорвтений и открыти при Совете Министров СССРЗаявитель СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТ 1 Известные способы измерения коэффициента теплопроводности, когда нагрев образца и измерение параметров ведутся контактным способом, мало пригодны для соответствующих измерений в случае тонкопленочных материалов, так как это приводит к разрушению пленок, к потерям тепла через термопары и т, д.Предложенный способ отличается от известных тем, что для повышения точности измерения для тонкопленочных материалов из двух разнородных исследуемых материалов составляют термопару в виде полоски, облучают известным лучистым потоком сначала всю полоску, а затем поочередно каждую ее составную часть, измеряют при каждом облучении термо-э. д. с., определяют динамическое сопротивление полоски и по известным формулам находят величину коэффициента теплопроводности.Сущность изобретения заключается в том, что если из двух разнородных термоэлектрических материалов образовать термопару, например, в виде тонкопленочной полоски, то при облучении лучистым потоком известной величины различных участков термоэлектрической полоски, находящихся на различных расстояниях от термоспая, горячий спай нагревается за счет определенного значения коэффициента теплопроводности прилегающих материалов на разную величину, которая может быть определена путем замера величины термо-э.д.с развиваемой термополоской. Для исключения контактирования с хорошими про.5 водниками тепла термоэлектрическую полоскупомещают в воздушную среду или в вакуум.Концы термоэлектрической полоски, образующие холодный спай, находятся в хорошем тепловом контакте с массивным теплоприемни ком, имеющим комнатную температуру, не зависящую от степени облучения термоэлектрической полоски лучистым потоком. Составляя соответствующие математические уравнения для термоэлектрической полоски, можно оп ределить коэффициент теплопроводностн материала одной части полоски относительно другой. Используя дополнительно уравнение для динамического сопротивления той же термоэлектрической полоски, практически опрс деляемого при пропускании через термополоску тока, можно определить абсолютное значение коэффициента теплопроводности,На чертеже изображена термоэлектрическаяполоска, горячий спай 1 который образован 25 термоэлектрическими материалами 2 и 3. Лучистым потоком известной величины облучают всю поверхность термоэлектрической полоски.При этом место стыка двух термоэлектрических материалов - горячий спай 1 - нагре вается на некоторую добавочную температуоуЬТ относительно холодного спая, образованного концами термоэлектрической полоски, лежащими на массивном стеклянном тепло- приемнике и электрически соединенными с измерительным потенциометром. Так как по всей длине, за исключением концов, образующих холодный спай, термоэлектрическую полоску окружает воздушная среда или вакуумированное пространство, то температура ЬТ горячего спая будет определяться интенсивностью поглощенного лучистого потока, а также величиной теплоотдачи с единицы поверхности Н полоски. Величину Е термо-э. д,с., развиваемую термоэлектрической полоской в этом случае, замеряют потенциометром. Затем лучистым потоком той же величины облучают только термоэлектрический материал 2, составляющий половину длины всей термоэлектрической полоски. При этом горячий спай 1 нагревается относительно холодного спая на некоторую добавочную температуру ЬТ, Эта добавочная температура будет определяться так же, как и в первом случае, интенсивностью поглощенного лучистого потока, величиной теплоотдачи с единицы поверхности Н полоски и оттоком тепла, обусловленного теплопроводностью материала , Величину Е термо-э.д,с., развиваемую термоэлектрической полоской в этом случае, также замеряют потенциометром.Составление и решение дифференциальных уравнений, соответствующих описанным случаям облучения термоэлектрической полоски, позволяет определить величину коэффициента теплопроводности одного материала относительно другого.Привлечение дополнительного уравнения, связанного с определением динамического сопротивления той же самой термоэлектрической полоски, позволяет определить абсолютное значение коэффициента К теплопроводности исследуемого материала 23Р.К Фй р ь см, град ф где а - суммарный коэффициент термоэ. д. с. двух термоэлектрических материалов, если они имеют разные знаки, или разносчь коэффициентов термо-э,д.с. двух материалов, если коэффициенты термо-э. д. с. имеют одинаковые знаки. Размерность х,г - вольт(грпд; Р - периметр сечения термоэлектрической полоски, см; ь., - площадь поперечного сечения части термоэлектрической полоски исследуе мого материала 2, смг; Ф - величина лучистого потока, падающего на термоэлектрическую полоску, втсмг; Е - коэффициент поглощения поверхности термоэлектрической полоски со стороны падения лучистого потока; Е, Е - указанные значения термо-э, д. с., за меренные экспериментально; Р - динамическое сопротивление, ом.Коэффициент Е может быть величиной, одинаковой для обоих материалов, если исследуемый термоэлектрический материал нано сится равномерно по всей ее длине, т, е. наобе части 2 и 3, и если коэффициент пропускания потока Ф для материалов 2 и 8 равен нулю при условии, что поток Ф с определенным спектральным составом облучает тер моэлектрическую полоску со стороны исследуемого материала. Такое положение имеет место в предлагаемом случае, причем необходимо, чтобы электропроводность исследуемого материала 2 была по своему значению мень ше электропроводности материала 3,Динамическое сопротивление Яд замеряется путем измерения величины сопротивления термоэлектрической полоски на постоянном токе малой величины251 1 12Р. 2 - ЯР, гДеЙ - сопротивление термоэлектрическойполоски, измеренное при одном направлении30 тока;Рз - сопротивление термоэлектрическойполоски, измеренное при другом направлениитока;Рр - сопротивление термоэлемента, из 35 меренное на переменном токе.11 аправление тока, при котором производится замер величины Р, должно быть такое, чтобы Л,)Р,. При замерах Я и Р величина 40 измерительного тока должна быть неизменной.Предмет изобретенияСпособ измерения коэффициента теплопро водности путем нагревания образца лучистымпотоком, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения для тонкопленочных материалов, из двух разнородных исследуемых материалов составляют термопару 50 в виде полоски, облучают известным лучистым потоком сначала всю полоску, а затем поочередно каждую ее составную часть. измеряют при каждом облучении термо-э.д.с., определяют динамическое сопротивление по лоски и по известным формулам находят величину коэффициента теплопроводности,Заказ 2105/1 О Тираж 530 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография, пр, Сапунова, 2