Термоелектричний сплав

Термоелектричний сплав, що включає цирконій, олово і нікель, який відрізняється тим, що додатково містить залізо при такому співвідношенні компонентів, мас. %: цирконій 33,960 ¸ 33,980 0,105 ¸ 1,040 решта. (13) 27562 (11) Кобальт 65,70; 67,05; 65,02; 63,00 Нікель 2,02; 0,67; 2,70; 4,72 Кремній решта Вказані термоелектричні матеріали мають невелике від'ємне значення термоелектрорушійної сили (термоерс) -20¸-80мкВ/К. Відомі сплави системи галій - нікель - сурма [Леонова В.В., Кравцов Н.Н. Свойства сплавов тройной системы InSb-GaSb-NiSb //Изв. АН СССР Неорган, матер. 1983. Т.19. №9. С.1583-1584], що містять, ваг.%: Галій 32,40¸34,22 Сурма 64,02¸63.83 Нікель Решта. Ці сплави мають термоерс, яка не перевищує 42мкВ/К у всій вказаній області існування. Відомий матеріал для термопар та термоелементів [а.с. СССР №1797423, H01L35/14, 1992p.], що містить нікель, гафній, олово, кобальт при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Гафній 49,64¸50,64 Олово 32,84¸33,84 Кобальт 6,12¸7,12 Нікель Решта. Термоерс вказаного матеріалу не перевищує 67мкВ/К у всій області існування. Відомий термоелектричний сплав [а.с. СССР №1689416, С22С19/00, 1991p.], що містить лютецій, сурму і нікель при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Лютецій 48,714¸49,71 UA залізо U 21,740 ¸ 20,765 олово Корисна модель стосується матеріалознавства, а саме нових інтерметалічних термоелектричних сплавів і може бути використана при виготовленні електродів термопар або термоелементів у термоелектрогенераторах для прямого перетворення теплової енергії в електричну. Відомий термоелектричний сплав на основі сурми [патент України №17952 С22С19/00, 1997p.], який містить цирконій, кобальт, олово, сурму при наступному співвідношенні компонентів (у ваг.%): Цирконій 33,60¸33,80 Кобальт 21,70¸21,85 Олово 3,90¸29,05 Сурма Решта. Даний термоелектричний сплав має значення термоерс 90¸124мкВ/К при температурі 400К. Максимальне значення термоерс цього термоелектричного сплаву складає не більше 124мкВ/К при температурі 400К. Відомі перспективні термоелектричні матеріали для термогенераторів - тверді розчини силіцидів нікелю у моносиліциді кобальту складу Co0.97Ni0.03Si, Co0.99Ni0.01Si, Co0.96Ni0.04Si, Co0.93Ni0.07Si [Кайданов В.И., Зайцев В.К., Федоров М.И., Целищев В.А. Зонная структура и физические свойства моносилицидов 3dпереходных металлов //Ленинград. ФТИ АН СССР. Препр. №890. 1984. 67с.], що містить кобальт, нікель і кремній при наступному вмісті компонентів у ваг. %, відповідно: нікель (19) (21) u200705878 (22) 29.05.2007 (24) 12.11.2007 (72) СТАДНИК ЮРІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, ГОРИНЬ АНДРІЙ МАРКІЯНОВИЧ, UA, ГОРЕЛЕНКО ЮРІЙ КИРИЛОВИЧ, UA, РОМАКА ЛЮБОВ ПЕТРІВНА, UA (73) ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ІВАНА ФРАНКА, UA (56) 2 3 27562 4 компоненти використовували: цирконій йодидний Сурма 33,76¸34,76 (99,93% Zr), нікель Н-0 (99,99% Ni), залізо Нікель Решта. карбонільне (99,99% Fe), олово ОВЧ-000 (99,99% Вказаний термоелектричний сплав містить Sn). Наважки компонентів сплавляли в велику кількість (майже 50%) дуже дорогого електродуговій печі. Одержані злитки відпалювали металу лютецію, а його термоерс не перевищує при температурі 800°С у вакуумованих кварцових 134,4мкВ/К при температурі 400К. ампулах впродовж 750 годин. Після відпалу зразки Відомий сплав на основі цирконію [а.с. СССР гартували у холодній воді. Однофазність сплавів №1492750, С22С16/00, 1987р.] що містить нікель, було підтверджено за масивами рентгенівських кобальт, олово і цирконій при наступному даних, отриманих на порошковому дифрактометрі співвідношенні компонентів в мас.%: ДРОН-2,0 (Fe Ka-випромінювання). Після цього за Нікель 16,4¸20,4 допомогою електроіскрової різки вирізали зразки у Кобальт 1,4¸5,4 формі паралелепіпеда для вимірювання термоерс Олово 43,8¸44,5 відносно міді у діапазоні температур 80¸400К. Цирконій Решта. Вибір розмірів зразка обумовлений технічними Вказаний сплав на основі цирконію має характеристиками приладу та методикою невелике значення термоерс (3¸121,2мкВ/К) у вимірювання. Одержання сплавів і вибір граничних температурному діапазоні 100¸500К. Максимальне меж компонентів можна проілюструвати значення термоерс цього сплаву складає не прикладом. більше 144,3мкВ/К при температурі 700К. Приклад Відомий термоелектричний сплав [патент Наважки цирконію йодидного, нікелю Н-0, України №17822 А С22С19/00, 1997p.], який заліза карбонільного, олова ОВЧ-000 у кількості містить нікель, сурму, залізо і титан при (мас. %) 33,960, 21,740, 0,105, 44,195 відповідно наступному співвідношенні компонентів (у ваг.%): сплавляли в електродуговій печі з вольфрамовим Нікель 2,60¸10,35 електродом в захисній атмосфері очищеного Сурма 53,70¸53,95 аргону. Одержаний злиток піддавався Залізо 14,80¸22,25 гомогенізуючому відпалу при температурі 800°С у Титан Решта. вакуумованій кварцовій ампулі протягом 750 Для даного термоелектричного сплаву годин. Після відпалу зразок гартувався у холодній максимальне значення термоерс при 400К воді. Потім електроіскровою різкою вирізали складає 153,7мкВ/К. зразок у вигляді паралелепіпеда з розмірами Найбільш близьким за технічними 0,87x1,22x8,12мм для вимірювання термоерс характеристиками, прототипом, є відносно міді у діапазоні температур 80¸400К. термоелектричний сплав на основі нікелю [а.с. Значення термоерс у даному випадку при СССР №1540309, С22С19/00, 1989p.] який містить температурі 400 К дорівнює - 320,8мкВ/К. цирконій, олово і нікель при наступному Результати вимірювань термоерс відносно співвідношенні компонентів (у ваг. %): міді та приклади вагових складів сплавів зведено у Цирконій 32,00¸37,00 таблицю. Олово 41,67¸46,67 Нікель Решта. Даний термоелектричний сплав має значення термоерс -57,2¸-210,0мкВ/К у температурному Склад матеріалу, мас. % Приклад інтервалі 100¸900К. При температурі 400К цирконій нікель залізо значення термоерс складає -65,45¸-192,0мкВ/К. 1 33,960 21,740 0,105 В основу корисної моделі поставлено 2 33,965 21,630 0,210 завдання удосконалити термоелектричний сплав 3 33,970 21,200 0,625 шляхом підбору нового складу компонентів, який 4 33,980 20,765 1,040 дозволив би підвищити значення термоерс при 5 33,995 19,685 2.080 температурі 400К. 6 34,030 17,515 4,165 Поставлене завдання досягається тим, що Прототип решта 32,00¸37,00 термоелектричний сплав, що включає цирконій, олово і нікель, додатково містить залізо при Наведені приклади підтверджують одержання наступному співвідношенні компонентів (мас.%): Цирконій 33,960¸33,980 передбачуваного технічного результату. Нікель 21,740¸20,765 Залізо 0,105¸1,040 Олово Решта. Авторами запропоновано термоелектричний сплав, який містить цирконій, нікель і олово, але на відміну від прототипу додатково введено залізо. Це дало змогу значно збільшити термоерс при температурі 400К. Композиції сплавів для дослідження одержували сплавленням вихідної шихти в електродуговій печі з вольфрамовим електродом у захисній атмосфері очищеного аргону. Як вихідні ол 44, 44, 44, 44, 44, 44, 41,67