Спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі сполук аiv bvi

1 Спосіб отримання термоелеісгричних сплавів на основі сполук A I V B I V , який полягає в тому, що вихідну речовину розташовують у кварцовій вакуумованій ампулі, поміщають у піч, тем Винахід відноситься до технології напівпровідникових матеріалів і може бути застосований в приладобудуванні, термоелектриці, оптоелектроніці Халькогенідні напівпровідники групи A I V B V I PbTe, SnTe, PbSe, тверді розчини PbTe-SnTe, PbTe-PbSe, що використовуються як термоелектричні матеріали, отримують у вигляді моно- чи полікристалів з розплаву або з газової фази (Анатычук Л И Термоэлементы и термоэлектрические устройства Справочник - Киев Наукова думка 1979 -768 с ) Однак, ці способи їх отримання складні, дорогі, не дозволяють плавно керувати електричними і термоелектричними параметрами Найбільш близькими до запропонованого винаходу є спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі сполук A IV B VI , який полягає в тому, що в якості вихідної речовини використовували окремі елементи, які поміщали в кварцову вакуумовану ампулу, температура ампули вибиралася вищою від температури плавлення вихідних елементів Ампулу з вихідними елементами витримують при цій температурі до здійснення синтезу, після чого охолоджують до кімнатної температури (Кирпасов С С , Либенсон Г А Порошко пература якої є вищою від температури плавлення вихідних елементів, ампулу з вихідними елементами витримують при цій температурі, після чого охолоджують до кімнатної температури, який відрізняється тим, що як вихідну речовину використовують окремі елементи, співвідношення яких відповідає твердому розчину SnTe-MnTe, нагрів ампули проводять до температури 900°С, після чого охолоджують до кімнатної температури і відпалюють при температурі 600°С протягом 100 год 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що як вихідну речовину використовують твердий розчин складу S n 0 85 МпоібТе вая металлургия — М Металлургия -1980) В основу винаходу поставлене завдання створити спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі сполук A I V B V I , в якому вибір матеріалу як вихідної речовини і зміна параметрів технологічного режиму, дозволили б отримати матеріал з наперед заданими оптимальними термоелектричними параметрами Поставлене завдання вирішується тим, що в спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі сполук A I V B V I , який полягає в тому, що вихідну речовину розташовану в кварцовій вакуумованій ампулі поміщають у піч, температура якої є вищою від температури плавлення вихідних елементів, ампулу з вихідними елементами витримують при цій температурі до здійснення синтезу, після чого охолоджують до кімнатної температури , згідно винаходу, як вихідну речовину використовували окремі елементи, співвідношення яких відповідає твердому розчину SnTe-MnTe, нагрів проводять до температури 900°С, отримані зразки охолоджували до кімнатної температури з наступним відпалом при 600°С протягом 100 год Експериментальне встановлено, що склад х = 15мол % є оптимальним і приводить до максимального значення безрозмірної термоелектричної со 43949 добротності ZT Яка у свою чергу пов'язана з тим, натній температурі Плавлені зразки піддавали що в області таких складів термо-е р с матеріалу відпалу при 600°С протягом 100 год Діаграми старізко зростає і досягає максимуму за рахунок сину системи SnTe-MnTe досліджувались за допомольного зниження рухливості носив, а також через гою термічного, мікроструктурного і рентгенівськосуттєву зміну енергетичного спектру валентних го аналізів Основні параметри матеріалу наведені станів в SnTe при розчиненні МпТе, що супровов таблиці джується ростом ефективної маси дірок Підвищення вмісту марганцю небажане, оскільки привоТаблиця дить до погіршення термоелектричних параметрів Параметри твердого розчину MnxTe x На фіг зображено залежність безрозмірної (при 300К) термоелектричної добротності твердого розчину SnH xMnxTe від вмісту марганцю сґа, 6 х Спосіб отримання термоелектричних сплавів Z, х, і о> 10 IV VI № а, Ом ZT, а, на основі сполук A B здійснювався таким чином Вт 10 3 мол і і Вт 1 п/п мкВ/К см 10 2 1 1 Як вихідну речовину використовували окремі еле% см 1 см К" менти, співвідношення яких відповідає твердому к- К"2 розчину SnTeMnTe ВИХІДНІ елементи розташову1 10 59 20 2032 3 26 712 0 22 2 6 вали в кварцевій вакуумованій ампулі, яку поміщали в піч і нагрівали до температури 900°С, 2 15 72,39 1709 2 45 8 95 0,36 108 отримані зразки охолоджували до кімнатної тем3 20 51 1935 319 5 03 016 4 8 ператури з наступним відпалом при 600°С протягом 100 год Як бачимо з таблиці, склад х = 15 мол % Приклад конкретного виконання твердого розчину Snn xMnxTe позиція 2, забезпеЯк вихідну речовину використовували Те зончує найбільше значення безрозмірної термоелектно-очищеної марки ТА-1, олово ОВЧ-000 і електричної добротності ZT Одержаний матеріал може ролітичний марганець Для видалення окисів марвикористовуватись для створювання термоелемеганець піддавали вакуумній перегонці при 1423К нтів, багатокаскадних термогенераторів Сплави синтезували у вакуумних кварцових ампулах, внутрішні стінки яких покривали піровуглецем Термоелектричні параметри вимірювали при кім ZT, 1.-2 20 МвТе, мол.% Фіг. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90