Термоелектричний матеріал

Матеріал для термоелементів, що містить титан, нікель і олово, який відрізняється тим, що додатково вводять ванадій за такого співвідношення компонентів (мас. %): нікель 25,80 25,67 олово 52,71 52,72 ванадій 0,23 0,34 титан решта. (19) (21) u200913112 (22) 16.12.2009 (24) 25.06.2010 (46) 25.06.2010, Бюл.№ 12, 2010 р. (72) РОМАКА ВІТАЛІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, СТАДНИК ЮРІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, ГОРИНЬ АНДРІЙ МАРКІЯНОВИЧ, ГОРЕЛЕНКО ЮРІЙ КИРИЛОВИЧ (73) ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ІВАНА ФРАНКА 3 нікель і олово, додатково вводять ванадій за такого співвідношення компонентів (мас. %): Нікель 25,80 25,67 Олово 52,71 52,72 Ванадій 0,23 0,34 Титан решта Авторами запропоновано матеріал для термоелементів, який містить титан, нікель і олово, але на відміну від прототипу додатково введено ванадій. Рівень Фермі вихідної сполуки TiNiSn, яка є напівпровідником «-типу, зі збільшенням вмісту ванадію переходить із забороненої зони до краю зони провідності. При цьому питомий електроопір матеріалу суттєво зменшується, а диференціальна термо-ЕРС лише незначно спадає. Це дало змогу підвищити значення коефіцієнта термоелектричної потужності за температури 300 К та здешевити матеріал. Фіг. Залежність коефіцієнта термоелектричної потужності від вмісту ванадію у термоелектричному матеріалі TiNi1-.xVxSn за температури 300 К. Отримання сплавів і вибір граничних концентрацій компонентів можна проілюструвати прикладом. Композиції сплавів для дослідження одержували сплавленням вихідної шихти в електродуговій печі з вольфрамовим електродом у захисній атмосфері очищеного аргону. Як вихідні компоненти використовували: титан ВТ 1-00 (99,7 % Ті), нікель марки Н0 (99,99 % Ni), олово ОВЧ-000 (99,999 % Sn) і ванадій ВнМ-1 (99,5 % V). Наважки компонентів сплавляли в електродуговій печі. Одержані злитки відпалювали за температури 800±10°С у вакуумованих кварцевих ампулах протягом 700±5 годин. Після відпалу сплави гартували у холодній воді. Після цього електроіскровою різкою вирізали зразки у вигляді прямокутного паралелепіпеда (К2)х(1-К2)х(3-К>) Мм для вимірювання диференціальної термо-ЕРС відносно міді та питомого електроопору у діапазоні температур 80 380 К з використанням універсального цифрового вольтметра В7-21А. Приклад Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 50790 4 Наважки титану ВТ 1-00, нікелю НО, олова ОВЧ-000 і ванадію ВнМ-1, у кількості 21,26, 25,80, 52,71, 0,23 мас. % відповідно сплавляють в електродуговій печі з вольфрамовим електродом у захисній атмосфері очищеного аргону. Одержаний злиток піддають гомогенізуючому відпалу за температури 800±10°С у вакуумованій кварцевій ампулі протягом 700±5 годин. Після відпалу ампулу зі сплавом гартують у холодній воді. Потім електроіскровою різкою вирізають зразок у формі прямокутного паралелепіпеда 1,20x1,20x4,50 мм для вимірювання термо-ЕРС відносно міді та питомого електроопору у діапазоні температур 80 -г 380 К. Значення коефіцієнта термоелектричної потужності у даному випадку за температури 300 К дорівнює 20,7мкВт.К-2-см-1. Значення коефіцієнта термоелектричної потужності та приклади масових складів сплавів зведено у таблицю. Таблиця Приклад 1 2 3 Прототип Склад матеріалу, мас. % титан 21,26 21,26 21,27 21,25 нікель 25,93 25,80 25,55 26,05 олово ванадій 52,70 0,11 52,71 0,23 52,73 0,45 52,69 Z, мкВт.К2 см-1 (300 К) 14,8 20,7 12,0 13,8 На Фіг. представлено характер зміни коефіцієнта термоелектричної потужності термоелектричного матеріалу TiNi1-xVxSn в залежності від вмісту ванадію за температури 300 К. Наведені приклади підтверджують одержання передбачуваного технічного результату, а саме підвищення значення коефіцієнта термоелектричної потужності та здешевлення матеріалу. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601