Спосіб отримання термоелектричного композита pbte із нановключеннями zno

Реферат: Спосіб отримання термоелектричного РbТе із нановключеннями ZnO полягає в тому, що високого класу чистоти компоненти свинець (Рb), телур (Те) завантажують у кварцову вакуумовану ампулу, витримують при температурі, вищій від температури плавлення компонентів, здійснюють гомогенізуючий відпал, охолоджують на повітрі до кімнатної температури, а отриманий матеріал пресують з подальшим відпалом. При цьому до термоелектричного РbТе додають нанодисперсний порошок ZnO у кількості 0,5 масових відсотків. UA 102228 U (12) UA 102228 U UA 102228 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Спосіб належить до технологій отримання напівпровідникових матеріалів і може бути використаний у термоелектричних пристроях. IV VI Напівпровідникові сполуки A B і тверді розчини на їх основі - перспективні термоелектричні матеріали для середньої (500-700 К) температурної області, їх синтезують із окремих компонентів і отримують як у вигляді полікристалів, так і монокристалів (Н.Х. IV VI Абрикосов, Л.Е. Шалимова. Полупроводниковые материалы на основе соединений A B . Наука. М. - 1975; Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства. Справочник. - Киев: Наукова думка. - 1979. - 768 с.). Однак такі способи їх отримання не забезпечують оптимальних значень термоелектричних 2 параметрів матеріалів, зокрема термоелектричної потужності (α σ), яку можна покращити зміною легуючих компонентів. Суттєвого її покращення можна досягти шляхом модифікації хімічного складу матеріалу легування або утворення твердих розчинів та оптимізації технологічних процесів виготовлення термоелектричних зразків брикетів. Найбільш близькими до запропонованої корисної моделі є спосіб отримання термоелектричних матеріалів, який полягає в тому, що вихідні компоненти завантажують у кварцову ампулу, яку поміщають у піч, температура якої є вищою від температури плавлення вихідних компонентів, і витримують її до отримання сполуки, здійснюють наступний гомогенізуючий відпал і охолоджують до кімнатної температури, після чого одержані злитки дроблять і здійснюють пресування (Д.М. Фреїк, О.С. Криницький, О.М. Матківський. Композитні термоелектричні матеріали із нановключеннями: сучасний стан і перспективи. Sensor Electronics and Microsystem Technologies 2013 - Т. 10, № 4, 60-80 c.). В основу корисної моделі поставлена задача розробити спосіб отримання термоелектричного матеріалу, в якому додавання нанодисперсного порошку ZnO дозволило б отримати стабільний матеріал з високими термоелектричними параметрами. Поставлена задача вирішується наступним чином: компоненти високого класу чистоти свинець (Рb), телур (Те) завантажують у кварцову вакуумовану ампулу, яку витримують при температурі, вищій від температури плавлення компонентів, здійснюють гомогенізуючий відпал, охолоджують на повітрі до кімнатної температури, потім одержаний злиток дроблять. Згідно з корисною моделлю до отриманого РbТе додають нанодисперсний порошок ZnO. Одержаний матеріал пресують методом холодного пресування з подальшим відпалом. Спосіб конкретного виконання. Вихідні компоненти високої чистоти - свинець (Рb) та телур (Те), взяті у відповідному співвідношенні, завантажують у вакуумовану ампулу, яку поміщають у піч, температура якої є вищою температури плавлення вихідних компонентів і становить 1240° К, витримують при цій температурі протягом 5 год., потім поступово охолоджують а отриманий злиток дроблять і до нього додають нанодисперсний порошок ZnO. Отриману суміш протягом 2-ох годин перемішують. Діаметр зерен ZnО становить 40-60 нм. Із отриманого матеріалу методом холодного пресування отримують циліндричні зразки, які піддають подальшому відпалу на повітрі для стабілізації термоелектричних параметрів. Отриманий термоелектричний матеріал PbTe-ZnO із вмістом 0,5 масових відсотків ΖnΟ при (630-660) К має питому термоелектричну 2 2 2 потужність (α σ) α σ=(10-11) мкВт/смК . Термоелектричні параметри отриманого таким чином матеріалу є стабільними в часі і мають на 10 % вище значення питомої термоелектричної потужності, ніж у нелегованого РbТе. 2 На кресленні - діаграма температурної залежності термоелектричної потужності (α σ) для термоелектричного композиту РbТе із вмістом наночастинок ΖnΟ, масові відсотки: 0(1); 0,5(2); 1,5(3); 3,0(4). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 1. Спосіб отримання термоелектричного РbТе із нановключеннями ZnO, який полягає в тому, що високого класу чистоти компоненти свинець (Рb), телур (Те) завантажують у кварцову вакуумовану ампулу, витримують при температурі, вищій від температури плавлення компонентів, здійснюють гомогенізуючий відпал, охолоджуютьна повітрі до кімнатної температури, а отриманий матеріал пресують з подальшим відпалом, який відрізняється тим, що до термоелектричного РbТе додають нанодисперсний порошок ZnO у кількості 0,5 масових відсотків. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що отриманий матеріал має високу питому 2 2 2 термоелектричну потужність ( ) ≈10-11 мкВт/смК при (630-660) К. 1 UA 102228 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2