199196. lajstromszámú szabadalom • Eljárás termovillamos elem előállítására
199196 szorítjuk, majd a szorítóerők irányából jövő hőközléssel a hidat és/vagy a papucsokat egyidőben, vagy egymás után 1000— 1300°C közötti hőmérsékleten addig Izzítjuk, amíg a platina vagy palládium, vagy nikkel helyén keletkező olvadt fázis az érintkező felületek látható peremvonalát körbenedvesítve egyenletesen el nem terül. Egy előnyös foganatosítási módnál az n-típusú termooszlop foszforral adalékolt, 1,3—1,7 mOhmcm fajlagos ellenállású Ge„ 3Si0 7 összetételű öntött polikristályos anyagból készül, a melegoldali híd anyagának összetétele: MoxCo!,Si1_/.t+í,/, ahol x értéke 0,03—0,07, y értéke 0,025—0,045 között változhat, a wolframpapucsok termooszlop felőli felén pedig vékony szilícium réteget hozunk létre. A találmány szerinti eljárás egy előnyös változatánál az összeszorítás és irányított hőközlés előtt a platina és/vagy a palládium, és/vagy a nikkel és/vagy az alkatrészek illeszkedő felületére olvadt paraffint viszünk fel, amelyet hűtéssel megszilárdítva az alkatrészeket egymáshoz pozícionáltan rögzítjük, a paraffint pedig a hőközlés során elpárologtatjuk. Az eljárás egy további változatánál az alkatrészek összeszorítását gravitációs erővel végezzük oly módon, hogy az alkatrészek pozícionált együttesét a termooszlopok függőleges irányú helyzetében szilárd alapra állítjuk, föléje pedig olyan tömeget helyezünk, amellyel a termooszlopok keresztmetszetén 0,05—0,15 MPa nyomást hozunk létre. Egy további változatnál az alkatrészek pozícionált együttesét két grafittömb közé szorítjuk, e grafittömböket nagyfrekvenciás tekercs segítségével egyszerre, vagy külön-külön izzítva hozzuk létre az alkatrészeket felizzító irányított hőközlést. Egy további előnyös változatnál a pozícionált alkatrészek izzítását vákuumban végezzük, ismét más változatnál az alkalmazott wolframpapucsok termooszlop felőli oldalára az elemek összeállítását megelőzően vákuumban vékony szilícium réteget olvasztunk. Végül egy ismét másik változatnál az alkatrészeket egymáshoz rögzítő hőkezelést követő kihűlés után réztartalmú ezüstforrasszal vékonyan befuttatott a wolframpapuccsal azonos méretű nikkelháló darabot forrasztunk a wolframpapucs szabad talpfelületére, a forrasztáshoz használt szokásos folyatószer nyomait pedig az elkészült termovillamos elem felületéről homokfúvással gondosan eltávolítjuk. A találmányt a továbbiakban rajz és példa alapján ismertetjük, ahol az 1. ábrán a termovillamos elemet az összeállítását szolgáló berendezésben láttatjuk vázlatosan függőleges metszetben. Az 1. ábrán az 1 n-típusú termooszlop párhuzamos 2 p-típusú termooszloppal, alul 6 nikkel réteg közbeiktatásával támaszkodik a 4 wolframpapucsokra, felül 5 palládium réteg felett 3 híd köti össze a termooszlopo- 4 3 kát. Az alkatrészek ilyen formán pozícionált együttesét 7 grafittömbök fogják közre, amelyeken célszerűen kis besüllyesztések segítik az alkatrészek pontos elhelyezkedését. Az alsó grafittömb 8 távtartó kvarccsődarabkán áll, míg a felső grafittömböt 9 távtartó kvarccsövön át 10 fémtömb terheli. Mind a 7 grafittömbök, mind a 10 fémtömb lazán illeszkedik a lefenekelt 11 kvarcampullába, amely felül célszerűen 12 kettőscsiszolattal csatlakozik 13 szívócsőhöz, ez pedig (az ábrán nem mutatott) vákuumszivattyúhoz vezet. A 11 kvarcampulla 14 nagyfrekvenciás tekercs terébe nyúlik, az ábrán éppen olyan helyzetben, amikor a tekercs csak az alsó grafittömböt melegíti. A tekercs fel-le mozgatásával elérhető, hogy csak a másik, vagy éppen mindkét grafit izzítható, míg a tekercsre adott nagyfrekvenciás teljesítmény változtatásával az izzítás hőmérséklete szabályozható, (az ábrán nincs részletezve). Példánkban az 1 n-típusú termooszlop 0 12 mm-es, öntött, foszforral adalékolt, 1,5 mOhmcm fajlagos ellenállású Ge0>3Si0>7 rúdból van kialakítva úgy, hogy azt előbb 20 mm hosszú darabókra vágják, majd hoszszában félbevágják, így félkör keresztmetszetű. A 2 p-típusú termooszlop 0 10 mm-es, öntött, borral adalékolt, 0,9 mOhmcm fajlagos ellenállású Ge0 3Si0>7 rúdból készül hasonló módon. A 3 híó 20x20x4 mm méretű Mo0)042Co0i034Si0 924 lemez. A 4 wolframpapucsok 7x12x1 ’ mm méretűek, amelyeknek egyik felén célszerűen néhány tized mm vastag szilícium réteg van. Az 5 palládium réteg példánkban 0,03 mm vastag fóliából készül, formája és mérete a termooszlopokét követi, de lehetne például ezzel közel ekvivalens mennyiségű fémpor is. A 6 nikkel réteggel ugyanez a helyzet, példánkban 0,04 mm vastag sűrű hálót alkalmazunk. A 7 grafittömbök célszerűen vékony élek mentén illeszkednek a 11 kvarcampullához (ezek az élek célszerűen fogaskerékszerűen tagoltak), hogy az ampulla leszívásánál ne jelentsenek nagy áramlási ellenállást, a csövön belül mégis pozícionáljanak. A 10 fémtömb célszerűen ugyanilyen kialakítású, súlya 860 g, a 3 hidat összesen kb 960 g terheli. A 11 kvarcampulla 0 46/40-es csőből készült, hossza kb 300 mm. A 14 nagyfrekvenciás tekercs magmérete 0 50 mm, magassága 75 mm. A termovillamos elemeket a következőképpen készítjük: 1. A wolframlemezkéket vákuumkamrában nagyfrekvenciás tekercs erőterében elhelyezett grafittömbre helyezzük, szilícium port szórunk rájuk kb 0,5 mm vastag rétegben, majd vákuumozás után (min. 10-2 Pa') a grafittömböt nagyfrekvenciával felizzítjuk úgy, hogy a wolframszeleteken a szilícium megolvadjon, és a felületen néhány tized mm vastag rétegben elterüljön, majd hűlni hagyjuk. 2. Az 1. szerint sziliciumozott 4 wolframpapucsokat infralámpa fényébe helyezzük a 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
