Сплав на основі цирконію

Сплав на основі цирконію, що включає нікель, олово, який відрізняється тим, що додатково містить диспрозій при такому співвідношенні компонентів (мас.%): диспрозій 0,604 ¸ 3,57 нікель 21,514 ¸ 21,80 олово 43,494 ¸ 44,07 цирконій решта. (19) (21) u200702559 (22) 12.03.2007 (24) 25.07.2007 (46) 25.07.2007, Бюл. № 11, 2007 р. (72) Стадник Юрій Володимирович, Ромака Віталій Володимирович, Горинь Андрій Маркіянович, Гладишевський Роман Євгенович (73) ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ІВАН А ФРАНКА 3 25046 J.O.//Phys. Rev. B. 1983. V.27. №4. P.1955-1958], які містять цирконій та нікель при такому співвідношенні компонентів, ваг.%: нікель 17,66 ¸ 60,02 цирконій pешта. Відомі аморфні сплави мають низьке значення термоерс, що у температурній області 4,2 ¸ 300 К дорівнює 0,5 ¸ 2,0мкВ/К. Відомий термоелектричний сплав на основі сурми [патент України №17952 С22С19/00, 1997р.], який містить цирконій, кобальт, олово, сурму при наступному співвідношенні компонентів (у ваг.%): цирконій 33,60 ¸ 33,80 кобальт 21,70 ¸ 21,85 олово 3,90 ¸ 29,05 сурма pешта. Цей термоелектричний сплав має значення термоерс 90 ¸ 124мкВ/К при температурі 400К. Відомий термоелектричний сплав [а. с. СССР №1689416, С22С 19/00, 1991p.], що містить лютецій, сурму і нікель при такому співвідношенні компонентів, мас.%: лютецій 48,71 ¸ 49,71 сурма 33,76 ¸ 34,76 нікель pешта. Вказаний термоелектричний сплав містить велику кількість (майже 50%) дуже дорогого металу лютецію, а його термоерс не перевищує 134,4мкВ/К при температурі 400К. Найбільш близьким за технічними характеристиками прототипом є сплав на основі цирконію [а.с. СССР №1492750, С22С16/00, 1989p.], який містить нікель, кобальт, олово, цирконій, при такому співвідношенні компонентів (у ваг.%): нікель 16,4 ¸ 20,4 кобальт 1,4 ¸ 5,4 олово 43,8 ¸ 44,5 цирконій pешта. Цей сплав на основі цирконію має значення термоерс 11,2 ¸ 99,5мкВ/К при температурі 400К, та досягає максимального значення термоерс 144,3мкВ/К при 700К. В основу корисної моделі поставлено завдання вдосконалити сплав на основі цирконію шляхом підбору нового складу компонентів, що дозволило би підвищити значення термоерс при температурі 400К. 4 Поставлене завдання досягається тим, що сплав на основі цирконію, що включає нікель, олово, і додатково містить диспрозій при такому співвідношенні компонентів (мас.%): диспрозій 0,60 ¸ 3,57 нікель 21,51 ¸ 21,80 олово 43,49 ¸ 44,07 цирконій pешта. Авторами запропоновано сплав, який містить цирконій, олово і нікель, але на відміну від прототипу додатково введено диспрозій. Це дало змогу значно збільшити термоерс при температурі 400К. Композиції сплавів для дослідження одержували сплавленням вихідної шихти в електродуговій печі з вольфрамовим електродом у за хисній атмосфері очищеного аргону. Як вихідні компоненти використовували: диспрозій ДиМ-1 (99,98% Dy), нікель марки Н0 (99,99% Ni), олово ОВЧ-000 (99,999% Sn) і цирконій йодидний (99,97% Zr). Наважки компонентів сплавляли в електродуговій печі. Одержані злитки відпалювали при температурі 800°С у вакуумованих кварцових ампулах протягом 700 годин. Після відпалу зразки гартували у холодній воді. Після цього електроіскровою різкою вирізали зразки правильної геометричної форми для вимірювання термоерс відносно міді у діапазоні температур 80 ¸ 400 К. Одержання сплавів і вибір граничних концентрацій компонентів можна проілюструвати прикладом. Приклад Наважки диспрозію ДиМ-1, нікелю марки Н0, олова ОВЧ-000 і цирконію йодидного, у кількості 3,57, 21,51, 43,49, 31,43мас.% відповідно сплавляли в електродуговій печі з вольфрамовим електродом у захисній атмосфері очищеного аргону. Одержаний злиток піддавався гомогенізуючому відпалу при температурі 800°С у вакуумованій кварцовій ампулі протягом 700 годин. Після відпалу зразок гартувався у холодній воді. Потім електроіскровою різкою вирізали зразок правильної геометричної форми (1,24×1,24×5,92мм) для вимірювання термоерс відносно міді у діапазоні температур 80 ¸ 400К. Значення термоерс у даному випадку при температурі 400К дорівнює 293,3мкВ/К. Результати вимірювань термоерс відносно міді та приклади масових складів сплавів зведено у Таблицю. Таблиця Приклад 1 2 3 4 5 6 Прототип диспрозій 4,74 3,57 1,20 0,60 0,30 5,89 Склад матеріалу, мас. % нікель олово цирконій 21,40 43,27 30,59 21,51 43,49 31,43 21,74 43,95 33,11 21,80 44,07 33,53 21,82 44,13 33,75 21,29 43,05 29,77 16,4 ¸ 20,4 43,8 ¸ 44,5 решта кобальт 1,4 ¸ 5,4 Наведені приклади підтверджують одержання передбачуваного технічного результату. Термоерс, мкВ/К (при 400 К) 50,6 -293,3 -114,2 -137,5 57,7 43,4 11,2 ¸ 99,5 5 Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 25046 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601