Матеріал для термопар та термоелементів

Матеріал для термопар та термоелементів, що містить нікель, кобальт і олово, який відрізняється тим, що додатково містить титан при наступному співвідношенні компонентів (мас. %): титан 21,24-21,26 нікель 25,55-23,45 кобальт 0,50-2,60 олово решта. (19) (21) u200800247 (22) 08.01.2008 (46) 10.06.2008, Бюл.№ 11, 2008 р. (72) СТАДНИК ЮРІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, ГОРИНЬ АНДРІЙ МАРКІЯНОВИЧ, UA, СТАДНИК БОГДАН ІВАНОВИЧ, UA, ГОРЕЛЕНКО ЮРІЙ КИРИЛОВИЧ, UA, РОМАКА ВОЛОДИМИР АФАНАСІЙОВИЧ, UA (73) ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. ІВАНА ФРАНКА, UA, НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА", UA 3 мальне значення позитивної термоерс при 400К складає 153,7мкВ/К. Відомі аморфні сплави системи Co-Sn [From M., Muir W.B. Thermoelectric power of Fe-Zr and CoZr metallic glasses // Phys. Rev. B. - 1986, V.33, №6. - P.3736-3739], які містять кобальт та цирконій у співвідношенні (мас.%): Кобальт 89,56÷82,57 41,17÷13,90 Цирконій решта решта Вказані аморфні сплави мають невелике значення термоелектрорушійної сили в області температур 4-300К, яка у кращому випадку досягає +1,5мкВ/К при температурі 300К. Відомий аморфний сплав нікель - цирконій [Altounlan Z., Folles C.L., Muir W.B., Strom-Olsen J.O. // Phys. Rev. B. - 1983. V.27, №4. - P.19551958], який містить цирконій та нікель за наступного співвідношення компонентів (мас.%): Нікель 17,66-60,02 Цирконій решта Вказаний аморфний сплав має невелике значення термоелектрорушійної сили в області температур 4,2-300К, яка складає +0,05мкВ/К +2мкВ/К. Відомий сплав на основі цирконію [патент UA на корисну модель №25046, С22С 16/00, 2007] який містить диспрозій, нікель, олово та цирконій за наступного співвідношення компонентів (мас.%): Диспрозій 0,604÷3,57 Нікель 21,514÷21,80 Олово 43,964÷44,07 Цирконій решта Вказаний сплав на основі цирконію має позитивне значення термоелектрорушійної сили не більше 57,7мкВ/К при 400К. Найбільш близьким за технічними характеристиками - прототипом є матеріал для термопар та термоелементів [а. с. СССР №1797423, H01L35/14, 1992 р.], що містить нікель, гафній, олово, кобальт за наступного співвідношення компонентів (мас.%): Гафній 49,64÷50,64 Олово 32,84÷33,84 Кобальт 6,12÷7,12 Нікель решта Термоерс вказаного матеріалу не перевищує +67мкВ/К у всій області існування. В основу корисної моделі поставлено завдання вдосконалити матеріал для термопар та термоелементів шляхом підбору нового складу компонентів, що дозволило би підвищити значення позитивної термоерс при температурі 400К. Поставлене завдання досягається тим, що матеріал для термопар та термоелементів, що вклю 32948 4 чає нікель, кобальт і олово, додатково містить титан за наступного співвідношення компонентів (мас.%): Титан 21,24÷21,26 Нікель 25,55÷23,45 Кобальт 0,50÷2,60 Олово решта Авторами запропоновано матеріал для термопар та термоелементів, який містить нікель кобальт і олово, але на відміну від прототипу додатково введено титан. Це дало змогу значно збільшити термоерс при температурі 400К. Композиції сплавів для дослідження одержували сплавленням вихідної шихти в електродуговій печі з вольфрамовим електродом у захисній атмосфері очищеного аргону. Як вихідні компоненти використовували: титан йодидний (99,97% Ті), нікель Н0 (99,99% Ni), кобальт К0 (99,99% Со), олово ОВЧ-000 (99,999% Sn). Наважки компонентів сплавляли в електродуговій печі. Одержані злитки відпалювали при температурі 800°С у вакуумованих кварцових ампулах впродовж 750 годин. Після відпалу зразки гартували у холодній воді. Однофазність сплавів було підтверджено за масивами рентгенівських даних, отриманих на порошковому дифрактометрі ДРОН-2,0 (Fe Кα - випромінювання). Після цього за допомогою електроіскрової різки вирізали зразки у формі паралелепіпеда (0,80-1,50)±0,01х(0,801,50)±0,01х(3,00-9,00)±0,01мм для вимірювання термоерс відносно міді у діапазоні температур 80÷400К. Вибір розмірів зразка обумовлений технічними характеристиками приладу та методикою вимірювання. Одержання сплавів і вибір граничних меж компонентів можна проілюструвати прикладом. Приклад. Наважки титану йодидного, нікелю Н0, кобальту К0, олова ОВЧ-000 у кількості (мас.%) 21,25, 24,75, 1,30, 52,70 відповідно сплавляли в електродуговій печі з вольфрамовим електродом в захисній атмосфері очищеного аргону. Одержаний злиток піддавався гомогенізуючому відпалу при температурі 800°С у вакуумованій кварцовій ампулі протягом 1000 годин. Після відпалу зразок гартувався у холодній воді. Потім електроіскровою різкою вирізали зразок у вигляді паралелепіпеда з наступною обробкою шліфуванням із розмірами 1,19х1,20х8,19 мм для вимірювання термоерс відносно міді у діапазоні температур 80÷400К. Значення термоерс у даному випадку при температурі 400К дорівнює +229,0мкВ/К. Результати вимірювань термоерс відносно міді та приклади вагових складів сплавів зведено у таблицю. 5 32948 6 Таблиця Склад матеріалу, мас. % Приклад 1 2 3 4 Прототип гафній 49,64÷50,64 титан 21,24 21,25 21,25 21,26 Наведені приклади підтверджують одержання Комп’ютерна верстка І.Скворцова нікель 25,55 24,75 23,45 25,25 решта кобальт 0,5 1,3 2,6 0,8 6,12÷7,12 олово 52,71 52,70 52,70 52,69 32,84÷33,84 Термоерс, мкВ/К (при 400 К) +7,8 +229,0 +92,9 +54,8 +67 передбачуваного технічного результату. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601