Стр. 6 - Выбор метода исследования теплопроводности ниобия в сверхпроводящем состоянии

1,5 м. Это не позволяет использовать данный метод для исследования
зависимости теплопроводности от химической и тепловой обработки.
Для подвода теплоты к образцу может быть использован эффект
Пельтье [2]. При пропускании тока через образец в результате термо-
электрического эффекта создается градиент температур. В стационар-
ном состоянии теплота, выделяемая на горячем конце образца, будет
сбалансирована отводом теплоты теплопроводностью через образец.
Таким образом, теплопроводность может быть вычислена из тепловой
мощности, обусловленной эффектом Пельтье πI (π — коэффициент
Пельтье), перепада температур на концах образца ΔT , площади попе-
речного сечения A и длины l:
k =
πIl
AΔT
.
Значение коэффициента Пельтье (π = ST , где S — коэффициент
Зеебека) может быть получено измерением коэффициента Зеебека как
разности потенциалов после того, как температурный градиент стаби-
лизируется.
При прохождении тока через образец в нем также будет выделять-
ся джоулева теплота. Однако можно достичь уменьшения выделяемой
теплоты уменьшением пропускаемого тока, так как джоулева теплота
пропорциональна I 2 , в то время как теплота, выделяемая в результате
эффекта Пельтье, пропорциональна I . Несмотря на простоту этого ме-
тода его недостатком для низкотемпературных исследований является
уменьшение значения коэффициента Пельтье с понижением темпе-
ратуры. В сверхпроводящем состоянии термоэлектрические эффекты
Джоуля, Пельтье и Томсона не проявляются.
Для сравнительного метода [12] используется образец из матери-
ала с заранее известной теплопроводностью, который соединяется с
изучаемым образцом последовательно по отношению к направлению
распространения теплового потока. Таким образом, через оба образ-
ца должен проходить одинаковый поток теплоты. В таких идеальных
условиях теплопроводность изучаемого образца может быть получена
из соотношения
k = kr
Ar (ΔT/Δx)r
A (ΔT/Δx)
,
где индекс r соответствует образцу с известной теплопроводностью.
В зависимости от условий эксперимента применяются как длинные,
так и короткие образцы.
Преимущества сравнительного метода заключаются в простой кон-
струкции экспериментального стенда, более простой технологии по-
лучения образцов и легкости в измерении. Недостатками этого мето-
да являются дополнительные погрешности, связанные с измерением
191