материалов являются инертность к кислотам и щелочам, а также высокая температура плавления (табл. 8).

Таблица 8

Температуры плавления некоторых тугоплавких карбидов

Рабочие температуры этих материалов достигают 3000°С. Например, нагреватели из карбида ниобия (NbC) с длиной стержня до 600 мм диаметром d = 13...18 мм и толщиной стенки 2...3 мм работают в вакууме до температуры 2500°С, а в аргоне - до 3000°С. Нагреватели из дисилицида молибдена (MoSi2) могут работать в окислительной среде до 1700°С (ρ до 1000 мкОм·м). Силитовые стержни для нагревателей из SiC работают до 1800°С.

2.5.3. Сплавы для термопар

Термопара - термоэлемент для измерения температуры, состоящий из двух разных металлов и образующих замкнутую цепь

(рис. 11).

Рис. 11. Схема термопары

Из-за разной энергии Ферми при контакте двух разных металлов возникает контактная разность потенциалов (от долей вольта до нескольких вольт). Это явление открыл в 1797 г. итальянский физик А.Вольта.

При различной температуре контактов (спаев) на концах разомкнутой цепи появляется разность потенциалов - термоэлектродвижущая сила (термо-ЭДС). Величина термо-ЭДС пропорциональна разности температур горячего и холодного спаев

U ≈ αт(T2 −T1),

55

где αт - удельная термо-ЭДС термопары, мкВ/К, зависящая от природы проводников термопары и диапазона измеряемых температур.

Подавляющее большинство термопар изготовляют из металлических компонентов. Наиболее часто применяют следующие спла-

вы: копель (56%Cu+44%Ni), алюмель (95%Ni+Al+Si+Mn), хромель (90%Ni+10%Cr), платинородий (90%Pt+10%Ph) (табл. 9).

* работают в вакууме или в инертной среде.

Большинство термопар устойчиво работают лишь в окислительной среде. В процессе длительной эксплуатации удельная тер- мо-ЭДС термопары может постепенно уменьшаться в результате загрязнения примесями из окружающей среды, летучести компонентов, окисления проводов и деформации. Наиболее высокой точностью, стабильностью и воспроизводимостью характеристик обладают платинородиевые термопары. Эти качества объясняются химической инертностью материала и возможностью получать его с высокой степенью чистоты.

2.5.4. Материалы для тонкопленочных резисторов

Тонкие пленки металлов, наносимые на подложку, применяются в микроэлектронике. Толщина пленок - от десятых долей мкм до нескольких десятков нм.

Резистивные пленки получают обычно в вакууме методом термического испарения с последующей конденсацией на диэлектрическую или полупроводниковую подложку. Тонкие пленки характеризуются сопротивлением квадрата R□: чем тоньше пленка, тем выше R□.

56