Спосіб виготовлення термоелектричної батареї

Номер патенту: 96489

Опубліковано: 10.02.2015

Автори: Микитюк Павло Дмитрович, Дудаль Віктор Олександрович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб виготовлення термоелектричної батареї, що включає: підготовку пластин n-і р-типу провідності з нанесенням на торцеві поверхні антидифузійних шарів; виготовлення прорізів у цих пластинах; покриття внутрішніх поверхонь пластин з прорізами електроізоляційним компаундом; склеювання із зазором різнотипних пластин; видалення після полімеризації компаунду зовнішніх не прорізаних частин пластин з утворенням пластини, яка складається із гілок n- і р-типу провідності з'єднаних між собою; формування термоелектричної батареї шляхом склеювання пластин з гілками термоелементів, їх комутації між собою і влаштування теплопереходів, які створюють високотемпературним компаундом з теплопровідним наповнювачем, який відрізняється тим, що підготовка пластин n- і р-типу провідності здійснюється з формуванням на них виступів, товщина яких забезпечує необхідний зазор між пластинами під час їх склеювання між собою, і які видаляють після полімеризації компаунду.

2. Спосіб виготовлення термоелектричної батареї за п. 1, який відрізняється тим, що виступи можуть формуватися лише на пластині одного типу провідності.

Текст

Реферат: UA 96489 U UA 96489 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області термоелектрики, зокрема до способу виготовлення термоелектричних батарей, які можуть використовуватися як для генерації електричної енергії (термоелектричні генератори), так і для термоелектричного охолодження або нагріву, а також для пристроїв вимірювальної техніки. Відомо, що ще на перших етапах проектування термоелектричних малопотужних генераторів (наприклад для живлення електронних пристроїв, систем телеметрії, навігації, ІЧдетекторів, а також для створення автономних термоелектричних систем живлення) було встановлено, що термоелектричні батареї для них повинні мати незвичайну конструкцію, яка суттєво відрізняється від традиційних генераторних модулів [1-3]. Наприклад, для ізотопних термоелектричних мікрогенераторів з електричною потужністю у діапазоні 0,05-2,5 Вт, перепадом температур на модулі 100-200 К і робочою напругою 5-15 В необхідно використовувати гілки батарей довжиною до 10-20 мм з перерізом від 0,2 × 0,2 мм до 0,5 × 0,5 мм. При цьому кількість гілок у термоелектричній батареї має бути від кількох сотень до кількох тисяч і більше. Виконання таких вимог - досить складна технологічна задача. Спосіб виготовлення термоелектричної мікробатареї, наведений в [4] вибраний як прототип, вирішує поставлену задачу і включає підготовку пластин n- і p-типу провідності з нанесенням на торцеві поверхні антидифузійних шарів, виготовлення прорізів у цих пластинах, покриття внутрішніх поверхонь пластин з прорізами електроізоляційним компаундом та з'єднання пластин таким чином, щоб між ними утворився зазор 10-30 мкм, заповнений компаундом; після полімеризації компаунду зовнішні частини пластин видаляють до утворення пластини, яка складається з гілок n- і р-типу провідності, з'єднаних між собою; пластини з гілок n- і p-типу провідності розташовують одна над одною та з'єднують компаундом для формування термоелектричної мікробатареї, комутацію гілок якої здійснюють металізованими антидифузійними шарами; теплопереходи на гарячій і холодній поверхнях термоелектричної мікробатареї створюють високотемпературним компаундом з теплопровідними наповнювачами. Однак вищенаведений спосіб поряд із перевагами містить і недоліки, серед яких можна виділити наступні: виготовлення прорізів у пластинах n- і р-типу провідності вимагає створення високоточної оснастки, що призводить до вирішення складної технологічної задачі; з'єднання пластин таким чином, щоб між ними утворився зазор 10-30 мкм, також є складною задачею у зв'язку із виникненням деформацій після процесу різки матеріалу. В основу корисної моделі поставлена задача розробки вдосконаленої технології спільного формування гілок малого перерізу та їх компонування у термоелектричні батареї. Запропонована методика виготовлення таких термоелектричних батарей наведена в даному патенті. Запропонований спосіб спрощує процес виготовлення термоелектричної батареї з великою кількістю гілок n- і p-типу провідності. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб виготовлення термоелектричної батареї включає: підготовку пластин n- і p-типу провідності з нанесенням на торцеві поверхні антидифузійних шарів; виготовлення прорізів у цих пластинах; покриття внутрішніх поверхонь пластин з прорізами електроізоляційним компаундом; склеювання із зазором різнотипних пластин; видалення після полімеризації компаунду зовнішніх непрорізаних частин пластин з утворенням пластини, яка складається із гілок n- і р-типу провідності з'єднаних між собою; формування термоелектричної батареї шляхом склеювання пластин з гілками термоелементів, їх комутації між собою і влаштування теплопереходів, які створюються високотемпературним компаундом з теплопровідним наповнювачем; підготовку пластин n- і р-типу провідності з формуванням на їх краях виступів, товщина яких забезпечує необхідний зазор між пластинами під час їх склеювання між собою, і які видаляються після полімеризації компаунду, причому виступи можуть формуватися лише на пластині одного типу провідності. Відповідність критерію "новизна" запропонованому способу забезпечує та обставина, що заявлена сукупність ознак не міститься ні в одному з об'єктів існуючого рівня техніки. У корисній моделі запропоновано принципово нове рішення для способу виготовлення термоелектричної батареї, який включає: підготовку пластин n- і р-типу провідності з нанесенням на торцеві поверхні антидифузійних шарів; виготовлення прорізів у цих пластинах; покриття внутрішніх поверхонь пластин з прорізами електроізоляційним компаундом; склеювання із зазором різнотипних пластин; видалення після полімеризації компаунду зовнішніх не прорізаних частин пластин з утворенням пластини, яка складається із гілок n- і р-типу провідності з'єднаних між собою; формування термоелектричної батареї шляхом склеювання пластин з гілками термоелементів, їх комутації між собою і влаштування теплопереходів, які створюються високотемпературним компаундом з теплопровідним наповнювачем; підготовку пластин n- і р-типу провідності з формуванням на їх краях виступів, товщина яких забезпечує необхідний зазор між пластинами під час їх склеювання між собою, і які видаляються після 1 UA 96489 U 5 10 15 20 25 30 полімеризації компаунду, причому виступи можуть формуватися лише на пластині одного типу провідності. Тому ознаки, які не зустрічаються ні в одному з аналогів - спосіб виготовлення термоелектричної батареї включає: підготовку пластин n- і р-типу провідності з нанесенням на торцеві поверхні антидифузійних шарів; виготовлення прорізів у цих пластинах; покриття внутрішніх поверхонь пластин з прорізами електроізоляційним компаундом; склеювання із зазором різнотипних пластин; видалення після полімеризації компаунду зовнішніх не прорізаних частин пластин з утворенням пластини, яка складається із гілок n- і р-типу провідності з'єднаних між собою; формування термоелектричної батареї шляхом склеювання пластин з гілками термоелементів, їх комутації між собою і влаштування теплопереходів, які створюються високотемпературним компаундом з теплопровідним наповнювачем; підготовку пластин n- і ртипу провідності з формуванням на їх краях виступів, товщина яких забезпечує необхідний зазор між пластинами під час їх склеювання між собою, і які видаляються після полімеризації компаунду, причому виступи можуть формуватися лише на пластині одного типу провідності. Промислове використання запропонованого способу виготовлення термоелектричної батареї не вимагає застосування спеціальних технологій та матеріалів, його реалізація можлива на існуючих підприємствах приладобудівного напрямку. На кресленні наведено схему ідеї запропонованого способу виготовлення термоелектричної батареї. Такий спосіб полягає в наступному. Спочатку виготовляють прямокутні пластини n- і ртипу провідності з нанесенням на торцеві поверхні антидифузійних шарів. На спеціально розробленому обладнанні (наприклад багатострунному розрізувальному верстаті) у пластинках роблять прорізи необхідних розмірів з формуванням на краях кожної з них виступів, товщина яких забезпечує необхідний зазор між пластинами під час їх склеювання між собою (креслення, а), або на одній з них (креслення, б). Внутрішні поверхні пластин покривають високотемпературними компаундами з робочою температурою 300-400 °C, після чого пластини з'єднують таким чином, щоб виступи на краях пластин стикувалися між собою, забезпечивши при цьому заданий зазор між пластинами і майбутніми гілками термоелементів. Після полімеризації компаунду зовнішні і бокові частини пластин з виступами видаляють до утворення пластини, яка складається з гілок n- і р-типу провідності, з'єднаних між собою. Потім пластини з гілок n- і р-типу провідності розташовують одна над одною та з'єднують компаундом для формування термоелектричної мікробатареї. Комутацію гілок здійснюють металізованими антидифузійними шарами. Теплопереходи на гарячій і холодній поверхнях батарей створюють високотемпературним компаундом з теплопровідними наповнювачами алмазними або корундовими порошками. 35 40 Джерела інформації: 1. Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства: Справочник. - К.: Наукова думка, 1979. - 768 с. 2. Anatychuk L.I. Thermoelectricity. Physics of thermoelectricity / Institute of Thermoelectricity. Kyiv, Chernivtsi, 1998. - Vol. 1. - 376 p. 3. Анатычук Л.И. Термоэлектричество. Т.2. Термоэлектрические преобразователи энергии. Киев, Черновцы: Институт термоэлектричества, 2003. - 376 с. 4. Заявка на корисну модель № и 2014 03210 від 31.03.2014. Спосіб виготовлення термоелектричної мікробатареї // Анатичук Л.І., Константинович І.А.-2014. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 1. Спосіб виготовлення термоелектричної батареї, що включає: підготовку пластин n-і р-типу провідності з нанесенням на торцеві поверхні антидифузійних шарів; виготовлення прорізів у цих пластинах; покриття внутрішніх поверхонь пластин з прорізами електроізоляційним компаундом; склеювання із зазором різнотипних пластин; видалення після полімеризації компаунду зовнішніх не прорізаних частин пластин з утворенням пластини, яка складається із гілок n- і р-типу провідності з'єднаних між собою; формування термоелектричної батареї шляхом склеювання пластин з гілками термоелементів, їх комутації між собою і влаштування теплопереходів, які створюють високотемпературним компаундом з теплопровідним наповнювачем, який відрізняється тим, що підготовка пластин n- і р-типу провідності здійснюється з формуванням на них виступів, товщина яких забезпечує необхідний зазор між пластинами під час їх склеювання між собою, і які видаляють після полімеризації компаунду. 2. Спосіб виготовлення термоелектричної батареї за п. 1, який відрізняється тим, що виступи можуть формуватися лише на пластині одного типу провідності. 2 UA 96489 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 3

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: H01L 35/00

Мітки: спосіб, виготовлення, термоелектричної, батареї

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-96489-sposib-vigotovlennya-termoelektrichno-batare.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виготовлення термоелектричної батареї</a>

Подібні патенти