Спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі телуриду олова, свинцю і германію

Спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі телуриду олова, свинцю і германію, який полягає в тому, що вихідну речовину розташову Винахід відноситься до технології напівпровідникових матеріалів і може бути застосований в приладобудуванні, термоелектриці, оптоелектроніці Халькогенідні напівпровідники групи A I V B V I і тверді розчини на їх основі, 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 —768 с ) Однак, ці способи їх отримання складні, дорогі, не дозволяють плавно керувати електричними і термоелектричними параметрами, а головне досягати їх високих значень Найбільш близькими до запропонованого винаходу є спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі телуриду олова, свинцю і германію, який полягає в тому, що вихідну речовину, розташовують в кварцовій вакуумованій ампулі, поміщають у двозонну піч, температура першої зони якої є вищою від температури плавлення вихідної речовини, а температура другої зони є нижчою від температури плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні до отримання розплаву, і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, після чого одержані злитки дроблять і здійснюють гаряче пресування у вакуумі при температурі вищій за ють в кварцовій вакуумованій ампулі, поміщають у двозонну піч, температура першої зони якої є вищою від температури плавлення вихідної речовини (-1250К), а температура другої зони є нижчою від температури плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні до отримання розплаву і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, після чого одержані злитки дроблять і здійснюють гаряче пресування у вакуумі, який відрізняється тим, що як вихідну речовину використовують твердий розчин Sno4oPbo2iGeo39Te, легований 3 мол % Sb2Te3 температуру рекристалізації (Варшава С С , Фреік Д М , Запухляк Р І , Матеїк Г Д , Михайльонка Р Я Спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі телуриду олова, свинцю і германію Заявка № 99094929 на видачу патенту України від 03 09 1999 р) В основу винаходу поставлене завдання створити спосіб отримання термоелектричних сплавів на основі телуриду олова, свинцю і германію, в якому вибір складу вихідної речовини, дозволив би отримати матеріал з високими термоелектричними параметрами Поставлене завдання вирішується тим, що в способі отримання термоелектричних сплавів на основі телуриду олова, свинцю і германію, який полягає в тому, що вихідну речовину, розташовують в кварцовій вакуумованій ампулі, поміщають у двозонну піч, температура першої зони якої є вищою від температури плавлення вихідної речовини (=1250К), а температура другої зони є нижчою від температури плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні до отримання розплаву, і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, після чого одержані злитки дроблять і здійснюють гаряче пресування у вакуумі, згідно винаходу, як вихідну речовину використовують твердий розчин Sno4oPbo2iGeo39Te легований Змол % БЬгТез Експериментально встановлено, що для даної CO (О со 43963 речовини коефіцієнт термо-е р с а, а також террозмірного параметра ZT від температури для моелектрична добротність Z з ростом температури Sno4oPbo2iGeo39Te легованого Змол % БЬгТез росте, однак для сплавів з великим вмістом Те Спосіб отримання термоелектричних сплавів оптимальні значення даних параметрів не досягана основі телуриду олова, свинцю і германію здійються Згідно експериментальних оцінок оптимаснюють таким чином Як вихідну речовину викорильне значення коефіцієнта термо-е р с , яке забезстовують твердий розчин Sno 4oPbo2iGeo39Te легопечує максимальну термоелектричну ваний Змол % БЬгТез Вихідну речовину, ефективність, знаходиться в області 200-250мкВ/К розташовують в кварцовій вакуумованій ампулі, Також встановлено, що термоелектрична ефектипоміщають у двозонну піч, температура першої вність сплаву Sno 4оРЬо 2oGeo зэТе легованого зони якої є вищою від температури плавлення виЗмол % БЬгТез вища, ніж у SnosoPbo2o,Geo3oTe і хідної речовини (=1250К), а температура другої зростає із підвищенням температури (таблиця, зони є нижчою від температури плавлення вихідфіг 1, фіг 2), ної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні до отримання розплаву, і На фіг 1 зображено залежність термоелектпереміщують у другу зону до здійснення кристаліричних параметрів твердого розчину зації, після чого одержані злитки дроблять і здійсSno4oPbo2iGeo39 Те легованого Змол % БЬгТез від нюють гаряче пресування у вакуумі температури у порівнянні з чистим Приклад конкретного виконання Sno5oPbo2o,Geo3oTe де крива 1 - залежність терВихідну речовину Sno4oPbo2iGeo39 Те леговамоелектричної добротності Z від температури для ного Змол % БЬгТез, розташовують в кварцовій Sno5oPbo2o,Geo3oTe, а крива 2 - залежність термовакуумованій ампулі і поміщають у двозонну піч, електричної добротності Z від температури для температура першої зони якої є вищою від темпеSno4oPbo2iGeo39 Те легованого Змол % БЬгТез, на ратури плавлення вихідної речовини (=1250К), а фіг 2 — залежність безрозмірного параметру ZT температура другої зони є нижчою від температувід температури де крива 1 - залежність безрозри плавлення вихідної речовини, ампулу мірного параметра ZT від температури для Sno5oPbo2o,Geo3oTe , а крива 2 - залежність безТаблиця Термоелектричні параметри твердого розчину Sno soPbo 2o,Geo зоТе і Sno ooPbo 2iGeo зэТе легованого 3 мол % ЭЬгТез S o o b 2G o 9 e n4Poi e3T т, к Z, 1 0 4 К 1 300 700 Sno 5оРЬо 2o,Geo зоТе (Змол % Sb2Te3) ZT Z, 10 4 IC 1 ZT 5,6 0,168 3,8 0,111 14,0 0,980 11,1 0,8 з вихідною речовиною витримують у першій зоні до отримання розплаву, і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, після чого одержані злитки дроблять і пресують у вакуумі Компоненти вихідної речовини бралися з чистотою не меншою 99,99% Коефіцієнти термо-е р с , електропровідності і теплопровідності вимірювалися в стаціонарному режимі при температурах 300-900К з похибкою s 5% Основні їх параметри наведені в таблиці Як бачимо із таблиці твердий розчин Sno4oPbo2iGeo39 Те легованого Змол % ЭЬгТез володіє високими термоелектричними параметрами, які є значними при 700 К На його основі можуть створюватись різного роду термоелементи і термогенератори, що ефективно функціонують в області температур 600-800 К 43963 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90