Спосіб отримання термоелектричних сплавів pbte-crte

Спосіб отримання термоелеісгричних сплавів РЬТе - СгТе, який полягає утому, що сплав синтезують у графітових тиглях при температурах, вищих за температури плавлення вихідних речовини у атмосфері гелію при певному тиску, для приведення у рівноважний стан здійснюють гомонізуючий відпал при температурах, нижчих за температуру плавлення сплаву, який відрізняється тим, що як вихідну речовину використовують сполуки РЬТе і СгТе, синтезовані із елементів РЬ, Те та Сг високого ступеня чистоти, співвідношення яких відповідає твердому розчину РЬТе-СгТе, синтез проводять при температурі Т = 1550К під тиском гелію 5,5МПа, з подальшим гомонізуючим відпалом при температурі 1200К протягом 180 год , оптимальні термоелектричні параметри має сплав складу (РЬТе)о 9б(СкТе)о 0 4 Винахід відноситься до технології напівпровідникових матеріалів і може бути застосований у приладобудуванні, термоелектриці, оптоелектроніці Халькогенідні напівпровідники групи A I V B V I РЬТе, 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 — 7 6 8 с ) Однак, ці способи їх отримання складні, дорогі, не дозволяють плавно керувати електричними і термоелектричними параметрами Найбільш близькими до запропонованого винаходу є спосіб отримання твердого розчину РЬТе - СгТе, який полягає втому, що синтез проводять у графітових тиглях при температурах, вищих за температури плавлення вихідних речовин в атмосфері гелію при певному тиску Для приведення у рівноважний стан здійснюють гомонізуючий відпал при температурах, нижчих за температури плавлення вихідних речовин (Cronin О R , Morton E J , Wilson О//J Electrochem Soc —1963 —V 110 — №6 — р 582) 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 на перед заданими оптимальними термоелектричними параметрами Поставлене завдання вирішується тим, що у способі отримання термоелектричних сплавів на основі сполук РЬТе - СгТе, який полягає утому, що вихідну речовину синтезують у графітових тиглях при температурах, вищих за температури плавлення вихідних речовин у атмосфері гелію при певному тиску Для приведення у рівноважний стан здійснюють гомонізуючий відпал при температурах, нижчих за температури плавлення вихідних речовин, Згідно винаходу, як вихідну речовину використовують синтезовані сполуки РЬТе і СгТе із свинцю марки С-00, телуру марки Т-1, електролітичного хрому з вмістом 99,9 мас % основної речовини Сплави синтезують у графітових тиглях при 1550К в атмосфері гелію під тиском 5,5МПа з перемішуванням розплаву Отримані зразки охолоджують до кімнатної температури з наступним гомонізуючим відпалом при 1200К протягом 180 год і гартуванням від цієї температури Експериментально встановлено, що склад х = 0,04 мол долі СгТе є оптимальним і приводить до максимального значення питомої термоелектричної потужності а 2 а Це пов'язано з тим, що електропровідність монотонно зменшується, а коефіцієнт термо-е р с монотонно зростає до досягнення межі розчинності (0,02 мол долі СгТе), а при подальшому збільшенню вмісту СгТе спостерігається обернений хід вказаних величин Зразки володіють електронною провідністю о Ю 50113 На фіг зображено залежність питомої електропровідності (а), коефіцієнта термо-е р с (а), питомої термоелектричної потужності (а2а) сплаву (РЬТе)і х(СгТе)х, відпаленого при 1200К з наступним гартуванням, від вмісту СгТе Спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі сполук РЬТе - СгТе здійснювався таким чином Як вихідну речовину використовують синтезовані сполуки РЬТе і СгТе із свинцю марки С00, телуру марки Т-1, електролітичного хрому з вмістом 99,9 мас % основної речовини Сплави синтезують у графітових тиглях при 1550К у атмосфері гелію під тиском 5,5МПа з перемішуванням розплаву Отримані зразки охолоджують до кімнатної температури з наступним гомонізуючим відпалом при 1200К протягом 180 год і гартуванням від цієї температури Приклад конкретного виконання Як ВИХІДНІ речовини використовують синтезовані сполуки РЬТе і СгТе із свинцю марки С-00, телуру марки Т-1, електролітичного хрому з вмістом 99,9 мас % основної речовини Сплави синтезують у графітових тиглях при 1550К в атмосфері гелію під тиском 5,5МПа з перемішуванням розплаву Отримані зразкиохолоджують до кімнатної температури з наступним гомонізуючим відпалом при 1200К протягом 180 год і гартуванням від цієї температури Термоелектричні параметри вимірюють при температурі 300К Фазовий склад системи РЬТе-СгТе досліджують за допомогою мікроструктурного і рентгенофазового аналізів Основні термоелектричні параметри матеріалу наведені в таблиці Таблиця Термоелектричні параметри твердого розчину (РЬТе)і х(СгТе)> № п/п 1 2 3 а, мкВ/К 263 220 196 X, МОЛ ДОЛІ 0,03 0,04 0,05 Як бачимо з таблиці, твердий розчин (РЬТе)і (СгТе)х складу х = 0,04 (позиція 2) має найбільше значення питомої термоелектричної потужності х а • 10 2 , Ом ' • см ' 3,03 4,76 5,88 а а Одержаний матеріал може використовуватись для створювання термоелементів, багатокаскадних термогенераторів а-3 0"", а а-10 , - -1 J -1-2 Ом -см Вт-см -К а, мкВ/К 3,0 300 12 2,5 2,0 200 t,5 1,0 100 0 РЬТе 0,02 0,04 a V 10D, Вт-см ' • КГ' 2,09 2,30 2,26 0 0,5 0,06 0,08 СгТе, мол .долі ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71