Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технический университет), Владикавказ, РСО-Алания, Россия

А. М. Беленький, профессор кафедры металлургии цветных металлов и автоматизации металлургических процессов (МЦМиАМП), докт. техн. наук, профессор, эл. почта: belenky.bam@yandex.ru

Е. А. Хадзарагова, заведующая кафедрой МЦМиАМП, докт. техн. наук, эл. почта: hadzaragova@mail.ru

ООО НПП «Техноцентрприбор», Москва, Россия
Е. Э. Дмитриева, генеральный директор, эл. почта: steel@tcpribor.ru

А. С. Яковлева, инженер-металлург, эл. почта: steel@tcpribor.ru

Университет науки и технологий МИСИС, Москва, Россия
С. И. Чибизова, доцент кафедры энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий,
канд. техн. наук, эл. почта: s_kalimulina@mail.ru

Изложены основные этапы развития термоэлектрического эффекта (т.э.д.с.), начиная от его открытия в начале XIX в. Теодором Зеебеком до создания современных средств измерения различных параметров с его применением. Представлен обзор значимых направлений применения т.э.д.с. в средствах измерения для контроля температуры, измерения тепловых потоков, контроля состава и структуры металлов и сплавов, состава расплавов, разбраковки (разделения, рассортировки) образцов по маркам, контроля обезуглероживающей активности ванн и газовых атмосфер печей, процессов термообработки, а также применения в источниках электроэнергии для питания аппаратуры и датчиков сигналов. Разработана и приведена классификация термоэлектрических методов контроля параметров установок и объектов металлургического производства. На Земле и в космосе фактически наибольшее число параметров и величин контролируется и управляется приборами и системами, в основе работы которых лежит данный эффект. К значимым достижениям человечества, таким как приручение огня, создание колеса, первых автоматических устройств (западни, самострела, силка), металлургии, паровой машины, самолета, ракеты, телевидения, компьютера, следует включить открытие Т. Зеебека, являющееся новым прямым источником электричества. При этом в некоторых случаях для его выработки дополнительная энергия не требуется, так как в окружающей среде и в тепловых агрегатах, как правило, имеется перепад температуры и сбросное тепло. Данное открытие обеспечило взрывной характер развития науки и техники на основе различных и многочисленных управляемых высокотемпературных процессов.

1. Seebek T. J. Magnetishe polarization of metals and minerals. — Abhandlungen der Deutschen Akademie der Wissen schaften zur Berlin, 1825.
2. Oersted H. Notiz von neuen elektrisch-magnetischen verfuchen // Ann. Phys. Chem. 1823. P. 430–432.
3. Смородинский Я. А. Температура. — М. : Наука, 1981. — 160 с.
4. Рудницкий А. А. Термоэлектрические свойства благородных металлов и сплавов. — М. : Изд-во АН СССР, 1956. — 146 с.
5. Беленький А. М., Дубинский М. Ю., Ладыгичев М. Г., Лисиенко М. Г., Щёлоков Я. К. Измерение температур: теория, практика, эксперимент. Т. 2. Измерение температуры в промышленности и энергетике // Под ред. А. М. Беленького и В. Г. Лисиенко. — М. : Теплотехник, 2007. — 736 с.
6. Улановский А. А., Гончарук Т. Ю. Исследование стабильности термопары ВР-5/20 с положительным термоэлектродом, легированным 0,05% наночастиц оксида иттрия // 5-я Всероссийская и стран участниц КООМЕТ конференция по проблемам термометрии «ТЕМПЕРАТУРА-2015», Санкт-Петербург, ВНИИМ им. Д. И. Менделеева, 2015: тезисы. С. 223.
7. Сергеев С. А., Зайцева Н. Г., Плотников А. Л. Математическая модель формирования шероховатости поверхности при точении сталей на основе оперативного сигнала термоэдс // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2012. № 3. С. 20–23.
8. Лухвич А. С., Каролик А. С., Шарандо В. И. Структурная зависимость термоэлектрических свойств и неразрушающий контроль. — Минск : Навука и тэхнiка, 1990. — 192 с.
9. Conejo V., Hernández L., Carreón H. Non-destructive evaluation of aging in welded pipeline X60 and X65 by thermoelectric power means // International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2024. Vol. 207. 105103.
10. Guetaz V., Massardier V., Merlin J., Ravaine D., Soler M. Determination of aluminum nitride or free nitrogen in low carbon steel // Steel research. 2001. Vol. 7. No. 7. P. 245–249.

11. Massardier V., Merlin J., Le Patezour E., Soler M. Mn-C interaction in Fe-C-Mn steels: study by thermoelectric power and internal friction // Materials Science and Engineering: A. 2005. Vol. 36, Iss. 7. P. 1745–1755.
12. Стеклова Е. О., Соловьев С. Д., Ким С. Л. Применение метода термоэдс в исследовании химического состава и структурного состояния сварных соединений // Сварка и диагностика. 2011. № 2. С. 10–11.
13. Carreon H., Barriuso S., Barrerra G. Assessment of blasting induced effects on medical 3316 LVM stainless steel by contacting and non-contacting thermoelectric power techniques // Surface and Coatings Technology. 2012. Vol. 206. No. 11–12. P. 2941–2946.
14. Кочкин Ю. П., Солнцев А. Ю. Характер изменений термоэдс при малой упругой деформации углеродистой стали // Обработка металлов давлением. 2016. № 1 (18). С. 54–56.
15. Rana R., Massardier V., Singh S. B., Mohandy O. N. Effect of the pre-treatment on copper-alloyed interstitial free steel studied by thermoelectric power measurement // Metallurgical and materials transactions A. 2013. Vol. 44, Iss. 6. P. 186–200.
16. Ortiz N., Curiel F., Lopez V. H. Evaluation of the intergranual corrosion susceptibility or UNS S31803 duplex stainless steel with thermoelectric power measurements // Corrosion Science. 2013. Vol. 69, Iss. 12. P. 236–244.
17. Luiggi V. J., Valera M., Rodriguez J. P., Prin J. Experimental study of the interaction between recrystallization and precipitation processes of an AA8011 commercial alloy // Journal of Metallurgy. 2014. Vol. 2014. 345945.
18. Беленький А. М. Исследование термоэлектрического способа контроля состава стали: дисс. … канд. техн. наук. — М. : МИСиС,1969. — 98 с.
19. Корж П. Д. Термоэлектрический метод контроля и разделения легированных сталей по маркам // Заводская лаборатория. 1943. Т. 17. № 10. С. 43–45.
20. Корж П. Д., Шадрунова А. П., Гиниятуллин И. Н. Применение термоэлектрического метода определения содержания углерода в стали по ходу плавки // Заводская лаборатория. 1968. Т. 34. № 12. С. 1478, 1479.
21. Шадрунова А. П., Беленький А. М., Блинов О. М. Термоэлектрические методы исследования и контроля состава и качества продукции черной металлургии. Серия 12. Металловедение и термическая обработка. — М., 1975. — 12 с.
22. Дмитриева Е. Э., Шелковый Э. А., Яковлева А. С. Контрольно-измерительное оборудование для литейного производства // Труды IХ Международной научно-практической конференции «Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии в промышленности. Печные агрегаты. Экология». МИСиС. 12–14 декабря 2018 г. — М. : МИСиС, 2018. С. 174–179.
23. А.с. СССР № 345205 С21с 5/00. Устройство для определения содержания примесей в металле / В. Ю. Каганов, О. М. Блинов, Х. Цилински, А. М. Беленький, В. Ф. Бердышев ; заявл. 09.06.1970 ; опубл. 31.10.1972, Бюл. № 33.
24. А.с. СССР № 252714. Датчик для определения содержания примеси в расплаве / В. Ю. Каганов, О. М. Блинов, А. М. Беленький ; заявл. 22.07. 1968; опубл. 22.09.1969. Бюл. № 29.
25. Ogura T., Matsuoka M., Fujivara R. Development of silicon sensor for hot metal using thermal electromotive force method // Solid State Ionics. 1990. Vol. 40–41. P. 779–781.
26. Каганов В. Ю., Блинов О. М., Супин М. С., Беленький А. М. и др. К вопросу о контроле содержания С в стали методом т.э.д.с. // Известия вузов. Черная металлургия. 1980. № 7. С. 180–184.
27. Беленький А. М., Удалая К. Р., Чибизова С. И. Определение содержания углерода, кремния и марганца в стали методом термоэдс // Черные металлы. 2018. № 2. С. 44–47.
28. Термоэлектрический анализатор металлов и сплавов ТАМИС. — URL: https://granat-e.ru/tamis.html (дата обращения: 27.04.2024).
29. Приборы «металлиста» ПМ-641 и ПМ-642. — URL: www.aviastek.ru (дата обращения: 27.04.2024).
30. Pat. N4320344 G 01N 25/18/ Fil. US. Metal-alloy thermoelectric characteristic analyzer / Nicholas N. R. ; 1.10.1979. Printed 16.03.1982. — 13 p.
31. Кашубский А. Н., Крушенко Г. Г. Идентификация марок сплавов с использованием методов неразрушающего контроля // Известия вузов. Приборостроение. 2011. Т. 54. № 4. С. 33–35.
32. Крушенко Г. Г. Применение неразрушающего контроля с целью идентификации марок сплавов в производственных условиях // Динамика систем, механизмов и машин. 2014. № 4. С. 305–308.
33. Федотов С. Г. Разработка эффективных режимов обезуглероживающего отжига электротехнической стали на основе теоретического и экспериментального изучения тепло- и массообменных процессов в протяжных печах: дисс. ... канд. техн. наук. — М., 1986. — 221 с.

34. А.с. СССР № 1237961 G01 N25/32. Способ термоэлектрического автономного контроля температурно-временных параметров термообработки холоднокатаного металла / Бердышев В. Ф., Беленький А. М., Блинов О. М., Витик С. И. и др. ; Бюллетень изобретений. 1986. № 22. – 2 с. Заявл. 14.12.1984. Опубл. 15.06.1986.
35. Jiang B., Liu X., Wang Q., Cui J. et al. Realizing high-efficiency power generation in low-cost PbS-based thermoelectric materials // Energy & Environmental Science. 2020. Vol. 13, Iss. 2. P. 579–591.
36. Рыльникова М. В., Беленький А. М., Бурсин А. Н. Оценка перспективности направлений использования термоэлектрических генераторов для выработки электроэнергии в условиях подземного рудника // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2015. № S65. С. 72–84.