Спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі сполук аiv bvi

Спосіб отримання термоелеісгричних сплавів на основі сполук A I V B I V , який полягає в тому, що вихідну речовину розташовують в кварцовій вакуумованій ампулі, поміщають у піч, температура 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, нагрівання ампули проводять до температури Т=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 Sn 0 8 МпоібТе 5 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 ЛИ Термоэлементы и термоэлектрические устройства Справочник Киев Наукова думка -1979-768с) 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 I V B V I , який полягає в тому, що як вихідну речовину 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 ГА Порошковая 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 вихідної речовини і зміна параметрів технологічного режиму дозволили б отримати матеріал з наперед заданими оптимальними термоелектричними параметрами Поставлене завдання вирішується тим, що в способі 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 з винаходом як вихідну речовину використовували окремі елементи, співвідношення яких відповідає твердому розчину SnTe-MnTe, нагрів проводять до температури Т = 900°С, отримані зразки охолоджували до кімнатної температури з наступним відпалом при 600°С протягом ЮОгод Експериментально встановлено, що склад х = 15мол % є оптимальним і приводить до максимального значення безрозмірної термоелектричної добротності ZT Яка у свою чергу пов'язана з тим, що в області таких складів 00 (О 46281 термо-е р с матеріалу різко зростає і досягає максимуму за рахунок сильного зниження рухливості носив, а також через суттєву зміну енергетичного спектру валентних станів в SnTe при розчиненні МпТе, що супроводжується ростом ефективної маси дірок Підвищення вмісту марганцю небажане, оскільки приводить до погіршення термоелектричних параметрів На фіг зображено залежність безрозмірної термоелектричної добротності твердого розчину Sni хМпхТе від вмісту марганцю Спосіб отримання термоелектричних сплавів IV VI на основі сполук A B здійснювався таким чином Як вихідну речовину використовували окремі елементи, співвідношення яких відповідає твердому розчину SnTeMnTe ВИХІДНІ елементи розташовували в кварцевій вакуумованій ампулі, яку поміщали в піч і нагрівали до температури Т = 900°С, отримані зразки охолоджували до кімнатної температури з наступним відпалом при 600°С протягом ЮОгод Приклад конкретного виконання Як вихідну речовину використовували Те зонно-очищеної марки ТА-1, олово ОВЧ-000 і електролітичний марганець Для видалення окисів марганець піддавали вакуумній перегонці при 1423К Сплави синтезували у вакуумних кварцових ампулах, внутрішні стінки яких покривали піровуглецем Термоелектричні параметри вимірювали при кімнатній температурі Плавлені зразки піддавали відпалу при 600°С протягом 10Огод Діаграми стану системи SnTe-MnTe досліджувались за допомогою термічного, мікроструктурного і рентгенівського аналізів Основні параметри матеріалу наведені в таблиці Таблиця Параметри твердого розчину Sni хМпхТе (при 300К) № п/п X, МОЛ % а, мкВ/К 1 2 3 10 15 20 59 20 72 39 51 а, Ом 1 • см 1 1 2 вт-см • к: 3 26 2 45 319 2032 1709 1935 Як бачимо з таблиці, склад х = 15мол% твердого розчину Sni хМпхТе позиція 2, забезпечує найбільше значення безрозмірної а 2 а, 10 6 Вт-см 1 К 1 712 8 95 5 03 Z, 10 3 К1 0 22 0 36 016 ZT, 10 2 26 108 48 термоелектричної добротності ZT Одержаний мАтеріал може використовуватись створювання термоелементів, багатокаскадних термогенераторів 40 60 80 МпТе, мол.% Фіг. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71