Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2025, выпуск 7 » Статья стр. 1375
<<<>>>
Влияние деформации на термоЭДС в силикатном стекле, легированном диоксидом рутения
Министерство высшего образования, науки и инноваций Узбекистана, IL-482109667
Белорусский Фонд фундаментальных исследований, F22UZB-056
Турсунов М.1, Декхконов А.1, Абдурахманов Г.2, Ксеневич В. 3, Ташмухамедова Д.4, Вохидова Г.5, Rai Dibya Prakash 6
1Национальный университет Узбекистана им. Мирзо Улугбека, Ташкент, Узбекистан
2Национальный университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека
3Белорусский государственный университет, Минск, Республика Беларусь
4Ташкентский государственный технический университет им. И.А. Каримова, Ташкент, Узбекистан
5Негосударственный учебный центр "Альфаком", Ташкент, Узбекистан
6Pachhunga University College, Pachhunga, Aizawl Mizoram, India
Email: muhriddintursunov.1995@mail.ru, dexqonovavazbek93@gmail.com, gulmirzo@mail.ru, ksenevich@bsu.by, ftmet@mail.ru, vgulbakhor@mail.ru, dibya@pucollege.edu.in
Поступила в редакцию: 6 ноября 2024 г.
В окончательной редакции: 19 февраля 2025 г.
Принята к печати: 19 марта 2025 г.
Выставление онлайн: 16 июня 2025 г.
PDF версия
Исследованы влияние одноосной деформации на термоЭДС и сопротивления силикатного стекла, легированного диоксидом рутения по технологии толстопленочных резисторов. Для этих исследований была разработана и изготовлена конструкция, сочетающая на одной подложке толстопленочные нагреватель и термопару. Одноосная деформация образца создавалась изгибом керамической подложки. Изменения термоЭДС под действием деформации (тензочувствительность термоЭДС) сравнивнены с изменениями сопротивления (тензочувствительность сопротивления) того же образца при тех же деформациях. Выяснено, что тензочувствительность термоЭДС стекол разных составов в 20-120 раз выше, чем тензочувствительность сопротивления. Эти результаты вместе с функциями радиального распределения атомов в исследованных стеклах показали, что повышение степени беспорядка структуры стекла введением дополнительных компонентов (когда функция радиального распределения приближается к таковой в газах) увеличивает тензочувствительность термоЭДС, тогда как тензочувствительность сопротивления снижается. Сделан вывод, что термоЭДС в легированном силикатном стекле можно использовать для создания тензодатчиков с чувствительностью, во много раз превышающей таковую сопротивления того же материала. Ключевые слова: коэффициент Зеебека, коэффициент тензочувствительности, датчик деформации, трехточечная установка для изгиба, пьезорезистивный эффект.
  1. J. Friden. Handbook of Modern Sensors. Physics, Design and Applications. 4th еd. (Springer, 2010)
  2. A.S. Fiorillo, C.D. Critello, A.S. Pullano. Sensors Actuators A: Phys., 281, 156 (2018). DOI: 10.1016/j.sna.2018.07.006
  3. M.J. McGrath, C. Ni Scanaill. Sensor Technologies. Healthcare, Wellness and Environmental Applications (Apress Open, 2014)
  4. J.X.J. Zhang, K. Hoshino. Molecular Sensors and Nanodevices (Elsevier, 2019), DOI: 10.1016/C2017-0-02290-5
  5. Y. Zhao, Y. Liu, Y. Li, Q. Hao. Sensors, 20, 5826 (2020). DOI: 10.3390/s20205826
  6. H. Trietley. Strain Gauges: Basic Operating Principles, Materials, and Properties. https://control.com/technical-articles/strain-gauges-basic-operating-principles-materials-and-properties/
  7. K. Arshak, D. Morris, A. Arshak, O. Korostynska. J. Mater. Sci.: Mater Electron, 17, 767 (2006). DOI: 10.1007/s10854-006-0013-4
  8. J. Shu, R. Yang, Y. Chang, X. Guo, X. Yang. J. Alloys Compounds, 879, 160466 (2021). DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.160466
  9. Y. Cui, X. Li, T. Zhang, W. Ding, J. Yin. Sensors, 22, 7595 (2022). DOI: 10.3390/s22197595
  10. R. Ottermann, D. Klaas, F. Dencker, M.C. Wurz, D. Hoheisel, P. Rottengatter, T. Kruspe. Direct Deposition of Thin-Film Strain Gauges with a New Coating System for Elevated Temperatures. In Proceed. 2020 IEEE SENSORS, Rotterdam, The Netherlands, 25-28 October 2020, p. 1-4
  11. Y. Zhao, Y. Li, Y. Wu, G. Ding, C. Zhang. IEEE Sensors J., 24 (7), 2024, 01 (2024). DOI: 10.1109/JSEN.2024.3363510
  12. M. Prudentiziati (Ed.), Handbook of Sensors and Actuators: Thick-films Sensors (Elsevier, 1994), v. 1
  13. Y. Zheng, J. Atkinson, R. Sion. J. Phys. D: Appl. Phys., 36, 1153 (2003). DOI: 10.1088/0022-3727/36/9/314
  14. M. Hrovat, J. Holc, D. Belavivc, S. vSoba. J. Mater. Sci. Lett., 13, 992 (1994). DOI: 10.1007/BF00701448
  15. G. Abdurakhmanov. World J. Cond. Matter Phys., 4 (3), 166 (2014). DOI: 10.4236/wjcmp.2014.43021
  16. G. Abdurakhmanov. Electrical conduction in doped silicate glass (thick film resistors). In: New Insights into Physical Sciences (London-Hooghly, Book Publishers International, 2020), v. 4, p. 47-71. DOI: 10.9734/bpi/nips/v4
  17. S.P. Bogdanov, V.V. Kozlov, A.P. Shevchik, A.S. Dolgin. Refractories and Industrial Ceramics, 60 (4), 405 (2019). DOI: 10.1007/s11148-019-00376-0
  18. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.glasswork.ru/auxpage_glass_properties?ysclid =lzp77nl4jb353096302
  19. А.Г. Самойлович, Л.Л. Коренблит. УФН, 49 (2), 243 (1953)
  20. К.А. Путилов. Курс физики. В трех томах. Т. 2 (Государственное изд-во физико-математической лит-ры, М., 1963)
  21. M. Hrovat, D. Belavivc, Z. Samarvzija, J. Holc. J. Mater. Sci., 36, 2679 (2001). DOI: 10.1023/a:1017908728642
  22. M. Hrovat, D. Belavivc, Z. Samarvzija, J. Holc. An Investigation of Thick-Film Resistor, Fired at Different Temperatures, for Strain Sensors. 24th Int. Spring Seminar on Electronics Technology. May 5-9, 2001, Calimanesti-Caciulata, Romania. Conference Proceedings, 32-36
  23. M. Hrovat, J. Holc, D. Belavivc, S. vSoba. J. Mater. Sci. Lett., 14, 584 (1995)
  24. M. Hrovat, D. Belavivc, H. Urvsivc, J. Kita, J. Holc, S. Drnovvsek, J. Cilensek, M. Kosec, R. Moos. An Investigation of Thick-film Materials for Temperature and Pressure Sensors on Self-constrained LTCC Substrates. IEEE 2008 2nd Electronics Systemintegration Technology Conference - Greenwich, Sept. 01-04, 2008. Proc. р. 339-346. DOI: 10.1109/estc.2008.4684372
  25. Y. Ma, J. Chen, M. Li. Bi2Ru207 Conductive Phase and its Effects on the Gauge Factor of Ru-based Thick-film Resistors. Proceedings of the 2006 IEEE Intern. Conf. on Information Acquisition. August 20-23, 2006, Weihai, Shandong, China. p. 245-248
  26. C. Song, D.V. Kerns, Jr., J.L. Davidson, W. Kang, S. Kerns. Evaluation and Design Optimization of Piezoresistive Gauge Factor of Thick-film Resistors. IEEE Proceedings of the SOUTHEASTCON '91, р. 1106. DOI: 10.1109/secon.1991.147935
  27. M. Hrovat, G. Drat'ic, J. Holc, D. Belavivc. J. Materials Sci. Lett., 14, 1048 (1995)
  28. M. Prudenziati. Piezoresistive effects in thick film resistors: 30 years after. STAMPA, (2005), p. 207-216. (Intervento presentato al convegno Sensors and Microsystems tenutosi a Ferrara nel 8-11 February 2004)
  29. F. Johnson, G.M. Crosbie, W.T. Donlon. J. Mater. Sci.: Mat. In Electron., 8 (1), 29 (1997)
  30. M. Prudenziati, B. Morten, F. Cilloni, G. Ruffi. Sensors and Actuators, 19, 401 (1989)
  31. M. Hrovat, J. Holc, Z. Samardvzija. J. Mater. Sci. Lett., 20, 701 (2001)
  32. C. Grimaldi1, P. Ryser, S. Strassler. Anisotropic random resistor networks: a model for piezoresistive response of thick-film resistors (arxiv:cond-mat/0203612v1 [cond-mat.dis-nn] 29 Mar. 2002)
  33. S. Vionnet Menot. Low firing temperature thick-film piezoresistive composites --- properties and conduction mechanism (PhD Thesis, Lausanna, 2005)
  34. O. Correa, P.P. de Abreu Filho, S. Moshkalev, J. Swart. Sensors, 22, 3256 (2022). DOI: 10.3390/s22093256
  35. C. Ferrero. Proposed theoretical models for thick film transport mechanisms: example of thick film strain gauges on enamelled steels (2022), 51 p. https://www.researchgate.net/publication/358042608
  36. J.M. Ziman. Models of Disorder (Cambridge University Press, Cambridge, 1979)
  37. M. Totokawa, T. Tani, H. Azuma, A. Takeichi, R. Asahi. J. Am. Ceram. Soc., 93 (10), 3312 (2010). DOI: 10.1111/j.1551-2916.2010.03844.x
  38. M. Totokawa, T. Tani, M. Yoshimura, S. Yamashita, K. Morikawa, Y. Mitsuoka, T. Nonaka. J. Am. Ceram. Soc., 93 (2), 481 (2010). DOI: 10.1111/j.1551-2916.2009.03403.x
  39. M. Totokawa, T. Tani, S. Yamashita, K. Morikawa, Y. Mitsuoka, H. Makino. Int. J. Appl. Ceram. Technol., 6 (2), 195 (2009). DOI: 10.1111/j.1744-7402.2008.02325.x
  40. G. Abdurakhmanov. WJCMP, 1 (2), 19 (2011). DOI: 10.4236/wjcmp.2011.12004
  41. G. Abdurakhmanov. WJCMP, 1 (1), 1 (2011). DOI: 10.4236/wjcmp.2011.11001
  42. T. Yamaguchi, Y. Nakamura. J. Am. Ceram. Soc., 78 (5), 1372 (1995)
  43. O. Abe, Y. Taketa. J. Phys. D: Appl. Phys., 24, 1163 (1991)
  44. K. Adachi, H. Kuno. J. American Ceramic Soc., 80 (5), 1055 (1997). DOI: 10.1111/j.1151-2916.1997.tb02946.x
  45. O. Abe, Y. Taketa, M. Haradome. Electrical Eng. Jpn., 110 (1), 21 (1990)
  46. G. Abdurakhmanov. Electrical conduction in doped silicate glass (thick film resistors. In New Insights into Physical Sciences (London-Hooghly, Book Publishers International, 2020), v. 4, p. 47-71. DOI: 10.9734/bpi/nips/v4
  47. K.P. O'Donnell, X. Chen. Appl. Phys. Lett., 58 (25), 2924 (1991)
  48. G. Abdurakhmanov, G.S. Voxidova, D. Rai. Modern Physics of Thermoelectric Phenomena --- Achievements and Problems. In New Materials and Devices for Thermoelectric Power Generation (IntechOpen, 2023)
  49. K. Seeger. Semiconductor Physics (Springer, Berlin, 2004)
  50. D.K.C. MacDonald. Thermoelectricity: An Introduction to the Principles (Dover Publications, Minneola, NY., 2016)
  51. M. Cutler, N.F. Mott. Phys. Rev., 181 (3), 1336 (1969). DOI: 10.1103/PhysRev.181.1336
  52. Г. Абдурахманов, В.И. Шиманский, Б.Л. Оксенгендлер, Б.Е. Умирзаков, А.Н. Уроков. ЖТФ, 91 (2), 281 (2021). [G. Abdurakhmanov, V.I. Shimanski, B. Onsengendler, B. Umirzahov, A.N. Urokov. Tech. Phys., 66 (2), 269 (2021). DOI: 10.1134/S106378422102002X]
  53. G. Abdurakhmanov, A. Dekhkonov, M. Tursunov, D. Tashmukhamedova. Phys. Sci. Intern. J., 27 (6), 5 (2023). DOI: 10.9734/PSIJ/2023/v27i6806
  54. K. Kaur, R. Kumar. Chin. Phys. B, 26 (6), 066401 (2017). DOI: 10.1088/1674-1056/26/6/066401
  55. R. Zosiamliana, Lalrinkima, B. Chettri, G. Abdurakhmanov, M.P. Ghimire, D.P. Rai. RSC Adv., 12, 12453 (2022). DOI: 10.1039/D2RA01125E

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme