Термоелектричний сплав

Термоелектричний сплав, що містить нікель, диспрозій і олово, який відрізняється тим, що додатково містить титан при наступному співвідношенні компонентів (мас. %): нікель 25,9925,80 олово 52,5652,16 диспрозій 0,361,43 титан решта. (19) (21) u201102626 (22) 09.03.2011 (24) 25.10.2011 (46) 25.10.2011, Бюл.№ 20, 2011 р. (72) СТАДНИК ЮРІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, РОМАКА ВІТАЛІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, ЛАХ ОЛЕГ ІВАНОВИЧ, РОМАКА ЛЮБОВ ПЕТРІВНА, ГОРИНЬ АНДРІЙ МАРКІЯНОВИЧ (73) ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ІВАНА ФРАНКА 3 63821 на відміну від прототипу додатково введено титан. Зі збільшенням вмісту диспрозію рівень Фермі переходить із краю зони провідності до дна забороненої зони. При найменших концентраціях легуючого компоненту зменшується кількість структурних дефектів, що призводить до зростання термо-ЕРС. При подальшому збільшенні вмісту диспрозію відбувається компенсація напівпровідника, що викликає зменшення термо-ЕРС. Це дало змогу одержати матеріал з високим значенням термо-ЕРС за температури 400 К та здешевити його через використання більш дешевого титану замість цирконію та менших кількостей рідкісноземельного металу. Композиції сплавів для дослідження одержували сплавленням вихідної шихти в електродуговій печі з вольфрамовим електродом у захисній атмосфері очищеного аргону. Як вихідні компоненти використовували: диспрозій ДиМ-1 (99,9% Dy), нікель марки НО (99,99% Ni), олово ОВЧ-000 (99,999% Sn) і титан ВТ1-00 (99,7% Ті). Наважки компонентів сплавляли в електродуговій печі. Одержані злитки відпалювали за температури 800±10°С у вакуумованих кварцових ампулах протягом 700±5 годин. Після відпалу ампули зі сплавами гартували у холодній воді. Після цього з одержаних сплавів електроіскровою різкою вирізали Приклад 1 2 3 4 5 Прототип цирконій 31,43 Комп’ютерна верстка Л. Купенко зразки у вигляді прямокутних паралелепіпедів (12)х(12)х(39)) мм для вимірювання диференціальної термо-ЕРС відносно міді у діапазоні температур 80400 К з використанням універсального цифрового вольтметра В7-21А. Приклад Наважки диспрозію ДиМ-1, нікелю Н0, олова ОВЧ-000 і титану ВТ1-00, у кількості 0,36, 25,99, 52,56, 21,09 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 кварцовій ампулі упродовж 700±5 годин. Після відпалу ампулу зі сплавом гартують у холодній воді. Потім з одержаного сплаву електроіскровою різкою вирізають зразок у формі прямокутного паралелепіпеда 1,14х1,23x8,45 мм для вимірювання термо-ЕРС відносно міді у діапазоні температур 80400 К. Значення термо-ЕРС у даному випадку за температури 400 К дорівнює -386,4 мкВ/К. Результати вимірювань термо-ЕРС відносно міді та приклади масових складів сплавів зведено у таблицю. Склад матеріалу, мас. % нікель олово диспрозій 25,99 52,56 0,36 25,80 52,16 1,43 25,54 51,63 2,83 25,29 51,13 4,20 25,04 50,63 5,54 21,51 43,49 3,57 Наведені приклади підтверджують одержання передбачуваного технічного результату, а саме підвищення значення термо-ЕРС та здешевлення матеріалу через заміну цирконію більш дешевим 4 титан 21,09 20,61 20,00 19,38 18,79 Термо-ЕРС, мкВ/К (400 К) -386,4 -331,6 -204,3 -105,8 -62,3 -293,3 титаном та використання меншої кількості рідкісноземельного металу. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601