Спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі телуриду олова, свинцю і германію

Спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі телуриду олова, свинцю і германію, який полягає в тому, що вихідну речовину розташову ють в кварцовій вакуумованій ампулі, поміщають у двозонну піч, температура першої зони якої є вищою від температури плавлення вихідної речовини (-1250К), а температура другої зони є нижчою від температури плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні до отримання розплаву і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, після чого одержані злитки дроблять і здійснюють гаряче пресування у вакуумі, який відрізняється тим, що як вихідну речовину використовують твердий розчин Sno 5oPbo 2oGeo зоТе, легований 3 мол % Sb2Te3 Винахід відноситься до технології напівпровідникових матеріалів і може бути застосований в приладобудуванні, термоелектриці, оптоелектроніці Халькогенідні напівпровідники групи A I V B V 1 і тверді розчини на їх основі, 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, а головне досягати їх високих значень Найбільш близькими до запропонованого винаходу є спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі телуриду олова, свинцю і германію, який полягає в тому, що вихідну речовину, розташовують в кварцовій вакуумованій ампулі, поміщають у двозонну піч, температура першої зони якої є вищою від температури плавлення вихідної речовини, а температура другої зони є нижчою від температури плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні до отримання розплаву, і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, після чого одержані злитки дроблять і здійснюють гаряче пресування у вакуумі при температурі вищій за температуру рекристалізації (В П Веденеев, С П Криворучко, Е П Сабо Термоэлектрические сплавы на основе теллурида олова// ФТП, Т 32, №3, 1998) В основу винаходу поставлене завдання створити спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі телуриду олова, свинцю і германію, в якому вибір складу вихідної речовини, дозволив би отримати матеріал з високими термоелектричними параметрами Поставлене завдання вирішується тим, що в способі отримання термоелектричних сплавів на основі телуриду олова, свинцю і германію, який полягає в тому, що вихідну речовину, розташовують в кварцовій вакуумованій ампулі, поміщають у двозонну піч, температура першої зони якої є вищою від температури плавлення вихідної речовини (-1250К), а температура другої зони є нижчою від температури плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні до отримання розплаву, і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, після чого одержані злитки дроблять і здійснюють гаряче пресування у вакуумі, згідно винаходу, як вихідну речовину використовують твердий розчин Sno 5оРЬо 2oGeo зоТе, що легований Змол % БЬгТез Експериментально встановлено, що для даної речовини коефіцієнт термо-е р с а, а також тер ю ю СО 43955 моелектрична добротність Z з ростом температури росте, однак для сплавів з великим вмістом Те оптимальні значення даних параметрів не досягаються Згідно експериментальних оцінок оптимальне значення коефіцієнта термо-е р с , яке забезпечує максимальну термоелектричну ефективність, знаходиться в області 200-250мкВ/К Також встановлено, що термоелектрична ефективність сплаву Sno 5оРЬо 2oGeo зоТе легованого Змол % БЬгТез вища, ніж у SnosoPbo2oGeo3oTe і зростає із підвищенням температури (таблиця) Спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі телуриду олова, свинцю і германію здійснюють таким чином Як вихідну речовину використовують твердий розчин Sno 5оРЬо 2oGeo зоТе легований Змол % БЬгТез Вихідну речовину, розташовують в кварцовій вакуумованій ампулі, поміщають у двозонну піч, температура першої зони якої є вищою від температури плавлення вихідної речовини (-1250К), а температура другої зони є нижчою від температури плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні до отримання розплаву, і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, після чого одержані злитки дроблять і здійснюють гаряче пресування у вакуумі Приклад конкретного виконання Вихідну речовину Sno 5оРЬо 2oGeo зоТе леговану Змол % БЬгТез, розташовують в кварцовій вакуумованій ампулі і поміщають у двозонну піч, температура першої зони якої є вищою від температури плавлення вихідної речовини (-1250К), а температура другої зони є нижчою від температури плавлення вихідної Таблиця Термоелектричні параметри твердого розчину S n 0 5оРЬо 2oGeo зоТе і S n 0 5оРЬо 2oGeo зоТе легованого Змол % ЭЬгТез т, к Sno 5оРЬо 20 Geo зоТе Sno 5оРЬо 20 Geo зоТе (Змол % Sb 2 Te 3 ) Z, 1 0 4 К і ZT 300 4,3 700 12,0 Z, 1 0 4 К і ZT 0,129 3,8 0,111 0,84 11,1 0,8 речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні до отримання розплаву, і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, після чого одержані злитки дроблять і пресують у вакуумі Компоненти вихідної речовини бралися з чистотою не меншою 99,99 % Коефіцієнти термое р с , електропровідності і теплопровідності вимірювалися в стаціонарному режимі при температурах 300-900К з похибкою s 5 % Основні їх параметри наведені в таблиці у порівнянні із чистим Sno 5оРЬо 2oGeo зоТе Як бачимо із таблиці твердий розчин Sno 5оРЬо 2oGeo зоТе володіє високими термоелектричними параметрами, які є значними при 700К На його основі можуть створюватись різного роду термоелементи і термогенератори, що ефективно функціонують в області температур 600-800К ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90