Новые термоэлектрические контакты создали ученые РФ

Новые термоэлектрические контакты создали ученые РФ
Производство термоэлектрических элементов. / фото: РИА Новости

Российские научные работники добились успеха в деле создания новых контактов особой прочности. Данный элемент играет огромную роль в термоэлектрике, которая используется в самых разных сферах человеческой деятельности.

Главный принцип

В термоэлектрике возможны два варианта “энергопревращений”. В одном случае электрическая энергия преобразуется в температурную. Здесь важно уточнить, что получаемая температура может иметь как положительный, так и отрицательный знак. Проще говоря, можно греться, а можно и охлаждаться. Другой вариант превращения энергии – это выработка электричества, которое получают за счёт температурной разницы, возникающей между проводниками. Выходит так, что можно преобразовать не только электричество в тепло (или холод), но и использовать сочетание холода и тепла для “добычи” электроэнергии.

Вполне логично, что базисом “разнотемпературного электричества” являются два эффекта, открытые учёными Пельтье и Зеебеком. Эффект Пельтье заключается в том, что электроток, идущий через контактные элементы двух разноплановых проводников, вызывает теплопоглощение или, наоборот, теплоотдачу. Количество температурной энергии и её знак находятся в прямой зависимости как от направления прохождения электричества, так и от веществ, из которых изготовлены проводники. Эффект характеризуется получением электродвижущей силы, которая образуется при нагревании одного проводника и охлаждении другого. Естественно, что для полноценного срабатывания эффекта данные “разнотемпературные элементы” необходимо последовательно соединить.

Техника, работающая на базовых эффектах термоэлектрики, находит применение в самых разных областях, причём не только промышленности, но и быта. К примеру, в медработе часто необходимо хранить медикаменты в низкотемпературном режиме. Аналогичные потребности возникают у людей, работающих в научной сфере. “Разнотемпературное электричество” применяется в работе современных носимых средств радиосвязи. Более того, без данного вида тока не обойтись и в космосе, поскольку энергия для функционирования бортсистем космических кораблей добывается именно таким способом. В бытовых условиях с термоэлектрикой сталкиваются люди, имеющие собственные автомобильные холодильники.

“Контактный прогресс”

Даже поверхностное понимание базовых принципов термоэлектрики позволяет сделать вывод о значимости для этой сферы контактных элементов. Ясно, что при разнотемпературной работе проводников имеет большое значение прочность данных элементов.

Российские научные работники из НИУ МИЭТ (Национальный исследовательский университет “Московский институт электронной техники”) смогли разработать новые термоэлектрические контакты, отличающиеся большими прочностными характеристиками. Это позволит улучшить качественное функционирование приборов, которые используют в своей работе термоэлектрические принципы. Результаты научного труда размещены на страницах журнала Journal of Electronic Materials.

Контактные элементы, как правило, имеют слои, толщина которых не превышает трёх сотен нанометров. Здесь важно заметить, что один нанометр – это всего лишь одна миллиардная часть обычного метра. Естественно, что такой толщины слоёв недостаточно для стабильной работы контакта. Дабы избежать повреждения контактного элемента, толщина слоёв должна превышать пять микрометров (пять миллионных долей стандартного метра). Новые термоэлектрические контакты, созданные российскими учёными, обладают низким уровнем сопротивления, имеют слои, толщина которых доходит до двенадцати миллионных долей метра, что позволяет приборам, основанным на принципах термоэлектрики, функционировать при степени теплоты окружающей среды до шести сотен Кельвинов (примерно 326 градусов по Цельсию).

Путь дальнейшего прогресса открыт

По словам М. Штерна, являющегося доцентом Института перспективных материалов и технологий НИУ МИЭТ, это достижение учёных позволит производить контакты, более совершенные с точки зрения температурных характеристик.

Контактные элементы являются очень важной частью всей системы, чья работа построена на принципах “разнотемпературного электричества”. Из этого следует вывод, что теперь учёные будут работать над улучшением показателей данных систем. К примеру, М. Штерн заметил, что “контактный успех” является важной вехой на пути создания термоэлектрического элемента многосекционного типа. Деятели науки рассчитывают, что он сможет выполнять возложенные на него функции в “температурном промежутке” от трёх сотен до тысячи двухсот Кельвинов (примерно от 26 до 926 градусов по Цельсию).

 

5.0/5.0 Оценки
1 Оценка
Была ли эта статья полезной? Пожалуйста, оцените эту статью, чтобы дать нам ценную информацию для наших улучшений.
  1. Супер!
  2. Мне нравится
  3. Ничего нового
  4. Так себе
  5. Я зол
Понравилась статья? Поделитесь ею в соцсети или в мессенджер.
Оставить комментарий

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

3 × 5 =