JM Free Ebooks - шаблон joomla Форекс
Ҷумъа, 11 Январи 2019 12:02

Нимноқилҳои эвтектикӣ ва баъзе масъалаҳои татбиқи онҳо

Муаллиф:

  Солҳои охир дар сохтани таҷҳизоти нимноқилӣ, дар асоси пайвастагиҳои нимноқилии таркиби эвтекти  антимониди никел бо антимониди кадмий, арсениди  никел бо диарсениди кадмий ва ғайра макоми хосе касб кардааст. Онҳо чун масолеҳи сохтани магнеторезисторхо, датчик (бозгирифт)-ҳо, детектор (ошкоргар)-ҳои ҳудуди андозагирии садояшон мухталиф ба таври васеъ истифода бурда мешавад.  Истифодаи онҳо  барои ба миён  овардани  термоэлементҳои  анизотропӣ аз монокристалллҳои пайвастагиҳои нимноқилии  анизотропияш бузурги  қувваи электродиҳандааш калон таркиб  ёфта, дар сохтани ҷиҳози нимноқилии фаъолияташ васеъ истифода карда мешавад. Шумораи нимноқилҳои  хусусияти созгордошта дар   мукоиса бо термоэлементҳои анизотропӣ он қадар зиёд нест. Дар   ҳақиқат, барои афзудани ҳасосияти  ва зудамалкунии термоэлементхои  анизотропӣ масолеҳе зарур аст, ки он дорои ноқилияти баланд ва гармигузарониаш хеле калон бошад.

Чунин хусусиятҳои сердоманаро аз масолеҳи таркибдор, зотан дар таркибҳои  эвтектӣ, ки аз қолабҳои  нимноқилии хусусияти термоэлектрикиашон хуб, фазаҳои фулузии (ҳолати ҷомид) интиколҳои электрикию  гармиашон баланд ба каф овардан мумкин аст. Эвтектикаи “классики” –и антимониди индий – никел хусусуятҳои кадмий дар дарёфти нимнокилҳои эвтектӣ ба максад мувофиктаранд.

Ба сифати фазаҳои фулузӣ баҳри нимнокилҳои  навъи  эвтектӣ иттисоли арсениди никел, диарсенидиҳо ва антимонидҳои онро низ истифода намудан кобили таваҷҷух аст. Ин иттисол, дорои неруи баланди термоэлектрики буда, табдилоти бисёршакли  надорад. Ин хусусиятҳои имконият медиҳанд, ки таркиби мазкурро дар афзоиш таркиботи эфтектӣ ва  дар  бунёди он зиёд намудани монокристаллхо ва гудохтахо татбик намоянд.

Ба услубҳои мухталифи таҳлили физикию - химиявӣ  таъсири мутакобилаи бурришҳои квазибинарии диарсенидҳои кадмий ва рӯҳ, никел, магний, висмут, антимодиҳои кадмий ва никел мавриди тадқиқ қарор гирифтаанд. Даръёфти  мусоиди таркибҳои эвтектии перспективӣ максади ин тадқиқот ба хисоб мерафт.

Мувофики натиҷаҳои таҳлили зикршуда, диаграммаи ҳолати гудозиши низоми дарсениди кадмий - руҳ, никел, магний, висмут, антимонидҳои кадмий ва никел мавриди тадкик карор гирифтанд. Дарёфти мусоиди таркибҳои эвтектии перспективӣ мақсади ин тадкикот ба хисоб мерафт.

Мувофиқи  натиҷаҳои таҳлили зикршуда, диаграммаи ҳолати гудозиши низоми диарсениди кадмий - руҳ, антимониди кадмий - никел тартиб дода шуд. Диаграммаи  ҳолати  низоми  антимониди кадмий никел мутааллики диаграммаи навъи эвтектики буда эвтектиаш 98мол% антимониди кадмий ва 2 мол% антимониди никел мебошад. Таркиби эвктектии низом антимонидҳои кадмий - никел бо усули булурсозии қитъавӣ истеҳсол карда шуд. Масолеҳи ибтидоии он таркибҳои антимониди кадмий 98мол% ва антимониди никел 2 мол%  карор гирифтанд.

Монокристаллҳои тавҷияи самташон [100] ҳамчун  масолеҳ истифода карда шудаанд. Бо суръати 3см/соат андозаи сӯзани антимониди никел дар колаби  антимониди кадмий афзоиш ёфта,  ба 20-30мкм баробар шуд. Муқовимати хос ва коэффисиенти  ҚЭҲ –и термикӣ  дар намунахои нисбат ба самти ҷойгирии сузан амудӣ чен карда мешаванд. Тобеияти ҳароратии муқовимати хос дар фосилаҳои 110-77К бо пайдоиши самти амиқи пазирандагӣ (дараҷаи аксепторӣ) қайд карда мешавад. Барои ин, монотонӣ афзудани коэффсиенти ҚЭҲ-и  термикӣ аз 300-250мкВ/К дар фосилаҳои 77-250К хос мебошад. Сипас, он қимат доимӣ монда дар фосилаҳои 300-400К амалан аз температура вобастагӣ надорад. Аз таркибҳои эвтектии антимониди кадмий - никел зери кунҷи 45градус, бо  самти  сузани антимониди никелӣ, термоэлементҳои андозашон 10х2х1мм бирида шудаанд,ки онҳо ба самти аносири ҳассоси қабулкунандаи сели ҳаророт ва ченкуниии иқтидор (тавоноӣ)- и миллиметрии дарозии мавҷ истифода бурда мешавад.

Термоэлементҳои анизотропии таркибашон эвтектикии антимониди кадмий - никел, нисбат ба  термоэлементҳои анизотропӣ,кимати баланди волваттӣ доранд. Ҳассосияти волваттӣ  аз температура вобостаги надорад, ки ин  дар сохтани  қабулкунаки селҳои миқдори гарми татбиқи  нисбатан васеътар ёфтааст.Дар замони муосир  термоэлементҳои анизотропӣ дар сохтмон як қатор ҷиҳозотҳои  неруй барқиву ҳароратӣ татбиқи васеъ ёфтаанд.

Параметриҳои асосие, ки аҳамияти ин ё он намуди масолеҳи нимноқили анизотропиро дар асбобҳои мазкур муайян менамояд, ба хусусиятҳои баланди интиқоли ҳарорату электр моликанд.

 Таҳлилҳои  физикию - кимёвии антимониди кадмий бо антимониди никел, диарсенидҳои онҳо бо арсен, ки солҳо боз дар озмоишгоҳҳои термодинамикаи кимёвии Институти химияи умумӣ ва ғайриорганикии АУ собиқ Иттифоқи Шуравии ба номи Н.С.Курнаков, зери роҳбари академик В.Б.Лазерев ва дар озмоишгоҳи физикаи нимноқилҳои Институти Физика  - Техникии   ба номи С.У.Умарови АУ Ҷумҳурии Тоҷикистон зери роҳбарии профессор Ш.Мавлонов гузаронида шуд, муқаррар сохт, ки нимноқилҳои омезиши беҳтарин парметрҳоро доро буда хусусияти антимониди кадмийро баланд мебардоранд. Мушахассоти калонтаре дар термоэлементҳои секунҷашакл дарёфт карда шудаанд. Аз тақсимоти ҳарорат, дар элементҳои секунҷашакли дорои анизотропияи коэфисиенти ҚЭҲ-и  термикӣ ва шароити дарёфти сигналҳои максималии электрикӣ оптимизатсияи параметҳои геометрии элементҳо ба амал оварда шуд.  Ченкунии параметрҳои  термоэлементҳои секунҷашакл мувофиқати нишондодҳои назариявӣ ва амалиро муайян намуд. Радиометрҳое сохта шудаанд,ки ҳассосияти термоэлементхои  анизотропии секунҷашакл мондани надорад. Параметрҳое чунин радиометрҳо аз  параметрҳои батареяҳои термопара нисбатан баландтаранд.

          Чунин термоэлементҳоро ба сифати аносири ҳассоси асбобҳои ҳароратсанҷ истифода мебаранд. Барои таркибҳои нимнокилии гуруҳҳои 2 ва 5 таркиби нисбатани пасти такрорани криссталлӣ  хос мебошад. Дар нимноқилҳои мононполярӣ  эффектҳои галӣваномагнитӣ, моноади Эффекти Холл ва муҷовимати магнтии геометрӣ  ба амал меояд. Ҳангоми  нисбат бо тири тензор зери ягон кунҷ ҷоришавии ҷараён, муҷовимат тағийр ёфта, майдонҳои электрии арзӣ ба вуҷуд меояд. Дарёфти масолеҳи анизотропӣ вазифаи хеле масъул ҳисоб мешавад, зеро чунин кристалл(булӯр)-ҳо хеле нодиранд. Барои ба даст овардани анизотропияи  баланд зарур аст, ки сатҳи электронҳо ва сурохиҳо эллипсмонанд бошанд ва байни  ҳам муътадил ҷойгир шаванд. Ба амал овардани чунин шароит кам андар кам ба вукуъ мепайвандад. Будини ин масолеҳи зикришуда, бояд аз моддаҳои таркиби булуриашон мураккаб иборат бошанд. Дар ин мавқеъ, ба даст овардани масолеҳи анизотропӣ, дар асоси  таркиботи эвтектӣ ояндаи татбиқи васеъ доранд. Дар ин шароит,  сигналҳои тавонии анизотропияш аз булурҳои табии баландтар ба даст оварда хоҳанд шуд. Аз масолеҳи  нимноқилии бузургии анизотропиашон 240 микроволт (антимониди кадмий) 1% дастоварди баландтарин ҳисоб мешуд. Дар тадқиқоти маскур, масолеҳи хуштаркиби анизотропиаш 700 микроволт хосил карда шуд, ки ин аз антимониди кадмий се маротиба калонтар аст. Ғайри аз ин, эвтектҳои булуришудаи ба даст оварда шудаанд, ки дар сохтани асбобҳои нимноқилӣ истифода намуда, хусусияти хуби электрӣ ва термоэлектрӣ доанд. Ин озмоишҳо тарофт идома ва такмил  меёбанд. Олимон дар ин роҳ мақоми  бузург дошта мушкилоти асосии илмию техникиро ҳал менамоянд.

  Қариб дар ҳамаи соҳаҳои техника нимноқилҳоро истифода мебаранд.  Баъзеи онҳоро номбар мекунем:

  • Диодҳо ва триодҳои нимноқилӣ, ки онҳо бо ивази лампаҳои электронӣ истифода бурда мешаванд. Ин,   якчанд масъалҳои радиотехника (сохтани радиоприёмниҳо ва дастгоҳҳои ҳаҷмашон хеле хурд, лекин ККФ то 98% имконият дод) –ро ҳал намуд. Асбобҳои нимноқилӣ энергияи хеле кам (ва шиддати хеле паст) истеъмол мекунанд.
  • Фотомуқовиматҳо - нимноқилҳо (селен, кадмий- гугирднок, қурғошим ва гайраҳо), ки онҳо ҳангоми шуозанӣ бо тези муқовиматшон кам шуда ноқиляташон меафзояд. (Бо шуои рентгенӣ, ултрабунфш ва гайраҳо).

Фотомуқовиматҳо, барои чен кардани сели рӯшноӣ, равшани, аз нав ба вуҷудоварии садое, ки дар плёнкаҳои кино навишта шудааст, дар ҳаргуна  дастгоҳҳои  назораткунӣ, сигнализатсия, танзим (регулировка)-и автоматӣ ва гайраҳо истифода мебаранд.

  • Термисторҳо – нимноқилҳо ( омехтаи оксидҳои металлҳои гуногун: никел, титан, магний ва гайра), ки муқовиматашон аз температура хеле вобастагӣ дорад.Термисторҳо барои чен кардани температура (муҳитҳои фаъоли кимиёвӣ, ки он аибратсия дораду датчикҳои андозааш хеле хурд зарур аст), барои автоматӣ танзим (регулировка) кардани температура ва ғайраҳо истифода мебаранд.
  • Варисторҳо – нимноқилҳо (карбиди сислитсий ва ғайра), ки муковиматашон аз шадидияти майдони электрӣ хеле вобастагӣ дорад. Онро барои ҳимояи занҷирҳои электрӣ аз шиддатҳои хеле баланд (ҳангоми раъду барқ  шиддат ба ҳазорҳо  волт мерасад) истифода мебаранд.
  • Оташдонҳои электрӣ, ки дар он ба ҷои металлҳои киматбаҳо нимноқилҳои мушкилгудоз истифода мебаранд.
  • Термоэлементҳо, ки аз нинимноқилҳои бо n ва р-  намудҳои ноқилияти  иборат буда, дорои коэффисиенти қувваи электродиҳандаи термикианд. Онҳоро ба сифати табдилдиҳандаҳои миқдори ҳарорат ба энергияи электрӣ ва барои хунук кардан дар яхдонҳо истифода мебаранд.
  • Нимноқилҳои сафолӣ, ки аз пайвастагиҳои якчанд элементҳо иборат  буда, ба мустаҳкамии хеле калон моликанд. Татбиқи  он ба тараққиёти саноати вазнин кумак мерасонад.

М.Сайдуллаева., З.Н. Ёдалиева

Донишгоҳи техникии Тоҷикистон ба номи академик М.С.Осимӣ

Адабиёт

  1. Сомов А.И .,Тихоновский Н.А  Эвтектический композиции. М.: Метаруллиздат, 1975. -83.саҳ
  2. Сайдуллаева М. Курси  физикаи умуми: Ҷилди 2.  -Душанбе; "Промэкспо", 2013 -332 саҳ
  3. Шалимова К.В. Физика полупроводников: Учебник для вузов. М .: Энергоатомиздат, 1985 - 392.сах.
Хондан 353 маротиба
Маводҳои дигар дар ин бахш: « Бастабандии фаъоли маҳсулоти хурокворӣ