Устройство для определения температур фазовых превращений

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ53) УДК 536.42 (088.8) Опубликовано 30.06.82. Бюллетень Мо Дата опубликования описания 05.07.8 делам иэебрет ткрмтий Авторызобрете с и Т, 11, Лидейкис Б. Ю. Вен К. К. Вала) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИ 2 ие относится к измерительной имущественно технике, преддля исследования полупроводериалов, и может быть испольопределении температур фазоений в полупроводниках, месплавах, сегнетоэлектриках и ых телах.устройство для определения фазовых превращений по их ффекту, содержащее нагреваь и термопару для измерения исследуемого вещества 1 . звестное устройство недостаточльно в измерении температуры. близким техническим решением мому является устройство для температур фазовых превраердых телах, содержащее дий корпус, в котором располотель, термопару с подключензмерителем и инд ом ЭДС теплоты фазово евращеикатор го пр Изобретентехнике, преназначеннойниковых матзовано привых превращталлическихдругих твердИзвестнотемпературтепловому этельную печтемпературыОднако ино чувствитеНаиболеек предлагаеопределениящений в твэлектрическижен нагреваным к ней ии детекторния 2.В известового превтемпературу ом устройстве температуру фа ащения определяют, измеряя исследуемого вещества термо парои и фиксируя момент превращения по появлению ЭДС на выходе дифференциальной термопары, вследствие возникновения разницы температур между эталоном и исследуемым веществом из-за выделения или 5 поглощения теплоты превращения в последнем. Чувствительность известного устройства ограничивается способностью дифференциальной термопары регистрировать малые разности температур между образцом и эталоном, т. е. коэффициентом ее дифференциальной термо-ЭДС.Цель изобретения - увеличение чувствительности устройства.Для достижения поставленной цели вустройстве для определения температур фа зовых превращений в твердых телах, содержащем диэлектрический корпус, в котором расположен нагреватель, термопару с подключенным к ней измерителем и индикатором ЭДС и детектор теплоты фазового превращения, детектор выполнен в виде двух полупроводниковых пластин различного типа проводимости с тонкопленочными омическими контактами на обеих сторонах, при этом на одних из сторон пластин, приведенных в соприкосновение с исследуемым твер 940025дым телом, омические контакты соединены между собой, а омические контакты на других сторонах пластин, подключены к индикатору ЭДС.На фиг. 1 схематично изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, продольный разрез; на фиг. 3 - запись самописца, при нагревании структуры от 195 до 210 К.Устройство состоит из нагревателя 1, термопары 2 с подключенным к ней измерителем 3 ЭДС, индикатора 4 ЭДС, подключенного к детектору 5 фазового превращения расположенного в диэлектрическом корпусе 6. На основании 7 укреплена одна полупроводниковая пластина 8 и подвижная крышка 9 к которой прикреплена вторая полупроводниковая пластина 10. Исследуемый образец 11 помещают между пластинами и перемещая подвижную крышку зажимают его между полупроводниковыми пластинами до образования теплового контакта меж ду образцом и пластинами. К образцу прижимают слой термопары 2. Корпус помещают в печь и, нагревая, либо охлаждая его, измеряют ЭДС между внешними контактами полупроводниковых пластин. При медленном нагревании, либо охлаждении температуры образца и полупроводниковых пластин практически одинаковы и градиент температуры в них отсутствует, вследствие чего ЭДС на выходе равна нулю, В момент фазового превращения в образце выделяется, 30 либо поглощается теплота превращения, которая приводит к появлению разницы температур между внутренними и внешними сторонами полупроводниковых пластин и возникновению в них объемной термо-ЭДС, Поскольку в полупроводниках различного з 5 типа проводимости объемные термо-ЭДС имеют противоположные знаки, то при соединенных внутренних омических контактах они суммируются и между внешними контактами появляется нагряжение, максимум которого соответствует моменту фазового превращения. Величина появившегося на выходе сигнала значительно больше, чем в известном устройстве, вследствие больших значений дифференциальной ЭДС полупроводниковых материалов. 45Устройство используют, например, для определения температуры структурного фазового превращения в кристаллах 5 п 1,6 е, Те.Детектор теплового эффекта превращения собран из двух плоскопараллельных кремниевых пластин п и р типов проводимости (концентрация носителей =10 ) с размерами 6 Х 6 Х 0,5 ммз. Одна из пластин прикреплена к неподвижной части корпуса из органического стекла, другие - к подвижной части того же корпуса. По обе стороны полупроводниковых пластин нанесены тонкопленочные оммические контакты, к которым припаяны серебряные проволочки. Исследуемый образец в виде прямоугольной пластины 6 Х 6 Х 1 ммз помещен в пространстве между кремниевыми пластинами и зажат путем передвижения подвижной части диэлектрического корпуса. Для регистрации температуры образца в неподвижной части корпуса вмонтирована медноконстантановая термопара. Нагревание системы осуществляют пропусканием электрического тока через обмотки нагревателя печи. Для достижения температур ниже комнатной, устройство помеШают в криостат с жидким азотом.Сигнал с кремниевых пластин У поступает на вход микровольтметра марки ТР - 452, а с выхода микровольтметра на у клеммы двухкоординатного самописца. На Х клеммы самописца поступает сигнал от медно-константановой термопары, регистрирующей температуру образца. Значение сигнала термопары 0=2400 мВ, что соответствует температуре образца равной 203 К, четко выделяется пик, обусловленный фазовым превращением первого рода.Формула изобретенияУстройство для определения температур фазовых превращений в твердых телах, содержащее диэлектрический корпус, в котором расположен нагреватель, термопару с подключенным к ней измерителем и индикатором ЭДС и детектор теплоты фазового превращения, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствительности, детектор выполнен в виде двух полупроводниковых пластин различного типа проводимости с тонкопленочными омическими контактами различного типа проводимости на обеих сторонах, при этом на одних из сторон плас тин, приведенных в соприкосновение с исследуемым твердым телом, омические контакты соединены между собой, а омические контакты на других сторонах пластин подключены к индикатору ЭДС.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Берг Л. Г. Введение в термографию. М. Изд-во АН СССР, 1961, с. 7 - 11.2. Ясйц 1 ге Э. В 11 егепИа 11 Ьег гпоапа уя, Чегад сег %1 ззепзсйатеп. Вег 11 п, 1969, з. 21 (прототип).латова овск 1130лиал едактор М. Голакаказ 4657/64ВН Составитель Аи Техред А. ВойкТираж 887 ИПИ Государственного по делам иэобретенийМосква, Ж - 35, Рауш ППП Патент, г. Ужгоро комитетаоткрытская набул. П Корректор Н. ШвыдкаяПодписноеСССРйд, 4/5роектная, 4