Напівпровідниковий матеріал для термоелектричного застосування та термоелектричний генератор, що його містить

1. Напівпровідниковий матеріал для термоелектричного застосування, що містить сполуку формули: C2 2 UA 1 3 92213 4 електрична робота може бути виконана споживаде S означає коефіцієнт Зеебека, σ означає чем у електричному колі. Одержуваний при цьому електропровідність та означає теплопровідність. ККД перетворення тепла у електричну енергію Перевагу надають термоелектричним матеріалам, термодинамічно обмежується ККД циклу Карно. які мають якомога меншу теплопровідність, якомоТаким чином при температурі 1000 К з гарячої га більшу електропровідність та якомога вищій сторони та 400 К з "холодної" сторони можна було коефіцієнт Зеебека, так що фактор Ζ має якомога б одержувати ККД (1000-400):1000=60%. Однак до вищій показник. цього часу вдалося досягти лише 10% ККД. Добуток S2 σ позначають коефіцієнтом потужЗ іншого боку, якщо в таку установку подати ності та використовують для порівняння термоепостійний струм, то тепло буде переноситись з лектричних матеріалів. однієї сторони на іншу. Така установка Пельтьє Крім того з метою порівняння часто вказують працює як тепловий насос і тому є придатною для безрозмірний добуток Ζ·Т. Максимальне значення охолодження частин приладів, транспортних засоΖ·Т відомих до цього часу термоелектричних мабів або будівель. Крім того нагрівання за принцитеріалів при оптимальній температурі становить пом Пельтьє є більш вигідним, ніж звичайне нагріприблизно 1. За межами діапазону оптимальних вання, оскільки переноситься більша кількість температур значення Ζ·Т часто нижчі 1. тепла, ніж подана еквівалентна кількість енергій. В ході більш точного аналізу з'ясували, що Детальний огляд ефектів та матеріалів навеККД розраховують за такою формулою: дений, наприклад, в Сrоnіn В. Vining, ITS Short Course on Thermoelectricity, Nov. 8, 1993, Т висок . Т низьк . М 1 Yokohama, Japan. Т низьк . Т висок . На даний час термоелектричні генератори виМ Т висок . користовують у МКС для одержання постійного струму, для катодного захисту від корозії трубопроводів, для забезпечення енергією світло- та радe діобуїв, для експлуатації радіо та телевізорів. Переваги термоелектричних генераторів полягають у 1 їх надзвичайній надійності. Вони працюють незаZ 2 M 1 Т висок . Т низьк. лежно від атмосферних умов, таких як вологість 2 повітря; не відбувається ніякого масообміну, лише перенос заряду; сировина постійно спалюється (див також Mat Sei and Eng B29 (1995) 228). також каталітично без відкритого вогню, в резульТаким чином задача даного винаходу полягататі чого вивільнюються лише незначні кількості ла у одержання термоелектрично активного матеCO, NOx та неспаленої сировини; може бути викоріалу, який має якомога вище значення Ζ та реаристана будь-яка сировина від водню, природного льну високу різницю температур. 3 точки зору газу, бензину, керосину, дизельного пального до фізики твердого тіла при цьому слід вирішити бабіологічно одержаного палива, такого як метилогато проблем. вий естер рапсової олії. Високий показник σ обумовлює високу рухлиТаким чином термоелектричне перетворення вість електронів у матеріалі, тобто електрони (або енергії надзвичайно гнучко пристосовується до дірки у випадку р-провідних матеріалів) не повинні майбутніх потреб, таких як воднева енергія або бути сильно зв'язані з атомними ядрами. Матеріавироблення енергії із регенерованої енергії. ли з високою електропровідністю σ здебільшого Особливо привабливим було б застосування одночасно мають також високу теплопровідність для перетворення енергії на електричну в транс(закон Відеманна - Франца), що негативно впливає портних засобах з електричним приводом. Для на Ζ. Використовувані на сьогоднішній день матецього не потрібно було б ніяких змін в існуючих ріали, такі як Ві2Те3, пропонують компроміси. Так, мережах автозаправних станцій. Однак для такого наприклад, легуванням менш ефективно знижує застосування ККД повинен перевищувати 30%. електропровідність на відміну від теплопровідносКрім того дуже привабливим було б перетвоті. Тому використовують переважно такі легувальні рення сонячної енергії безпосередньо на електридомішки як, наприклад, (Вi2Те3)90(Sb2Те3)5(Sb2Sе3)5 чну. Концентратори, такі як параболічні, можуть або Ві12Sb23Тe65, які описані в US 5,448,109. фокусувати сонячне енергію на термоелектричні Для термоелектричних матеріалів з високим генератори з ККД до 95-97%, в результаті чого ККД необхідно дотримуватися переважно таких виробляється електрична енергія. граничних умов. Передусім вони повинні бут досОднак навіть для використання в ролі теплотатньо термостабільними, щоб можна було правого насосу потрібні більш високі ККД. цювати у виробничих умовах протягом років без Термоелектрично активні матеріали оцінюють значних втрат ККД. Це обумовлюється особливо в основному за їх ККД. Відрізняльним для термоетермостабільною фазою, стабільним фазовим лектричних матеріалів є так званий фактор Ζ складом та незначною дифузією легувальних ком(figure of merit): понентів у сусідні контактні матеріали, якою можна знехтувати. 2 S У новітній патентній літературі термоелектриZ чні матеріали описані, наприклад, в US 6,225,550 та ЕР-А-1102334. 5 92213 6 US 6,225,550 стосується в основному матеріаAg, Au, Zn, Cd, Hg, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, лів із MgxSbz, легованих іншим елементом, переHo, Er, Tm, Yb, Lu, переважно відрізняються один важно перехідним металом. від одного та вибрані з групи елементів, що вклюЕР-А-1102334 описує р- або n-леговані напівпчає ровідникові матеріали, що містять щонайменше Al, In, Si, Ge, Sn, Sb, Bi, Se, Ті, Zr, Hf, Nb, Та, трикомпонентний матеріал із таких класів речовин, Cu, Ag, Au, як силіциди, бориди, германіди, телуриди, сульфізокрема відрізняються один від одного та вибди, селеніди, антимоніди, плюмбіди та напівпровірані з групи елементів, що включає дні оксиди. In, Ge, Ті, Zr, Hf, Nb, Та, Cu, Ag Стаття "Thermoelectric properties of n-type (Pbiабо n=1 xGex)Te fabricated by hot pressing method", А1 вибраний із Ті, Zr, Ag, Hf, Cu, Gr, Nb, Та. Proceedings ICT, XVI International Conference on n означає переважно 2, 3 або 4, особливо пеThermoelectncs, 26. - 29. August 1997, Dresden, реважно 2 або 3, зокрема 2. В такому випадку cтop 228-231 описує спосіб одержання трикомпойдеться про щонайменше одну чотирикомпоненту нентних сполук формули (Pb1-xGex)Fe, в якій x сполуку. У випадку, якщо n=1, йдеться про трикоозначає від 0 до 0,15, причому система легована мпонентну сполук, наприклад, або переважно типу 0,3% Ві. Матеріал одержують шляхом заванта(Рb, Ті) Те, (Pb, Zr) Те або (Pb, Ag) Те. ження відповідної кількості Pb, Ge, Те та Ві у кварТаким чином згідно з даним винаходом передцову трубу, яка зсередини покрита вуглецем, побачено, що виходячи із PbТе формально дальшого вакуумування, закривання та нагрівання - Pb або Те замінюють однією або щонаймендо 1000°С протягом 2 годин у печі, виконаній з ше двома легувальними домішками або можливістю обертання. Після цього систему охо- одну або щонайменше дві домішки додають лоджують до кімнатної температури. Блоки (Pb1до PbТе або - одна або щонайменше дві домішки займають xGex)Te одержують у печі з зоною плавлення при 1000°С зі швидкістю росту 1 мм/хв. Потім блоки частини Pd- або Те-положень, подрібнюють до одержання порошку, розмір часпричому співвідношення Pd:Те змінюється відтинок якого становить від 90 до 250 мкм, після повідним чином, виходячи з 1:1 чого відновлюють при 400°С протягом 24 годин в У випадку серії матеріалів згідно з винаходом атмосфері Н2/Аr. Порошок піддають холодному, а для р-провідника діапазон коефіцієнтів Зеебека потім гарячому пресуванню к вакуумі при темперастановить загалом від 150 до 400 мкв/К, а для nтурі 650°С та 750°С. На основі одержаного таким провідника - від -150 до -400 мкв/K при вираженій чином матеріалу з'ясовують, що коефіцієнт Зееберізниці температур 270°С, причому температура ка та електричний опір термоелектричних матерігарячої сторони становить 300°С. Одержаний коалів із вмістом GeTe x у напівпровідниковому маефіцієнт потужності при кімнатній температурі теріалі зростає, в той час як теплопровідність становить загалом щонайменше 20 мквт/K2·см. напівпровідниковому матеріалі при збільшенні Згідно з винаходом матеріали можуть містити і вмісту GeTe x зменшується. Найкращий одержаінші сполуки або легувальні домішки за умови збений коефіцієнт Зеебека становить приблизно реження згаданих вище коефіцієнтів Зеебека та 150мкв/K, причому електричний опір становить коефіцієнтів потужності. Так, наприклад, від 0 до 10 мас. % сполуки можна замінити іншими мета1м ·см. Теплопровідність становить мінімум лами або сполуками металів, які також проявля2вт/(м·K). ють активність р- або n-легувальних домішок. Виходячи з рівня техніки, задача даного винаМатеріали згідно з винаходом одержують заходу полягала у одержанні напівпровідникових галом реактивним подрібненням або переважно матеріалів (термоелектрично активних матеріасплавленням та реакцією сумішей відповідних лів), які мають високий ККД та в різних сферах компонентів або їх сплавів. При цьому виявилося, застосування проявляють відповідні необхідні що вигідний час, необхідний для подрібнення або властивості. переважно сплавлення, становить щонайменше Задача вирішується згідно з винаходом за доодну годину. помогою напівпровідникового матеріалу, що місЧас сплавлення та реагування становить петить сполуку загальної формули (І) реважно щонайменше 1 годину, особливо переважно щонайменше 6 годин, зокрема щонайменше Pb1-(x1+x2+…xn)A1x1A2x2…AnxnTe1+z (I) 10 годин. Процес плавлення можна здійснювати з або без перемішування вихідної суміші. Якщо випричому індекси незалежно один від одного хідну суміш перемішують, то придатною для цього мають такі значення: є зокрема піч, що обертається або хитається, яка n означає число відмінних від Рb та Те хімічзабезпечує однорідність суміші. них елементів, Якщо перемішування не здійснюють, то плав1 м.ч. х1...хn 0,05 лення необхідно здійснювати протягом більш три-0,05 z 0,05 валого часу, щоб одержати однорідний матеріал. та Якщо є перемішування здійснюють, то однорідn 2 ність суміші одержують раніше. А1....Аn відрізняються один від одного та вибБез додаткового перемішування вихідних сурані з групи елементів, що включає Li, Na, K, Rb, мішей час плавлення становить загалом від 2 до Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Al, Ga, In, ТІ, Si, Ge, Sn, As, 50 годин, зокрема від 30 до 50 годин. Sb, Bi, S, Se, Br, I, Sc, Y, La, Ті, Zr, Hf, V, Nb, Та, Cr, Mo, W, Mn, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, 7 92213 8 Сплавлення здійснюють загалом при темпераматеріалу згідно з винаходом, можна додавати у турі, при якій щонайменше один компонент суміші кількості від переважно 0,1 до 5 об. %, особливо вже є розплавленим та матеріал знаходить у розпереважно від 0,2 до 2 об. %, відповідно у перераплавленому стані. Загалом температура плавленхунку на подрібнений у порошок матеріал згідно з ня становить щонайменше 800°C, переважно щовинаходом. Добавки, які додають до матеріалів найменше 950°C. Зазвичай температура згідно з винаходом, повинні переважно бути інертплавлення становить від 800 до 1100°C, переважними по відношенню до напівпровідникового мано від 950 до 1050°C. теріалу та в ході нагрівання до температур нижче Після охолодження розплавленої суміші вигідтемператури спікання матеріалів згідно з винахоно піддавати матеріал термообробці при темперадом, необов'язково в інертних умовах та/або у турі на щонайменше 100°C, переважно щонаймевакуумі, виділятися із матеріалу згідно з винахонше 200°C нижче температури плавлення дом. Після пресування пресовані вироби переважодержаного напівпровідникового матеріалу. Зано поміщають у піч для спікання, в якій їх нагрівазвичай температура становить від 450 до 750°C, ють переважно до температури максимум 20°C переважно від 550 до 700°C. нижче температури плавлення. Час термообробки становить переважно щоПресовані вироби спікають загалом при темнайменше 1 годину, особливо переважно щонайпературі на щонайменше 100°C, переважно щоменше 2 години, зокрема щонайменше 4 години. найменше 200°C нижче температури плавлення Зазвичай час термообробки становить від 1 до 8 одержаного напівпровідникового матеріалу. Загодин, переважно від 6 до 8 годин. Відповідно до звичай температура спікання становить від 350 до однієї з форм виконання даного винаходу термоо750°C, переважно від 600 до 700°C. Можна здійсбробку здійснюють при температурі, яка на 100нювати також спікання у плазмі іскрового розряду 500°C нижче температури плавлення одержаного (СПІР) або спікання під дією мікрохвильового напівпровідникового матеріалу. Переважний діаопромінення. пазон температур становить від 150 до 350°C ниЧас, протягом якого здійснюють спікання, стажче температури плавлення одержаного напівпновить переважно щонайменше 0,5 годин, особровідникового матеріалу. ливо переважно щонайменше 1 годину, зокрема Одержання термоелектричних матеріалів згідщонайменше 2 години. Зазвичай час спікання стано з винаходом здійснюють загалом у здатній до новить від 0,5 до 5 годин, переважно від 1 до 3 нагрівання кварцовій трубі. Перемішування викогодин. Відповідно до однієї з форм виконання даристовуваних компонентів можна забезпечувати ного винаходу спікання здійснюють при темперашляхом використання печі, виконаної з можливістурі, діапазон якої становить від 100 до 600°C нитю обертання та/або хитання. Після завершення жче температури плавлення одержаного реакції піч охолоджують. Потім кварцову трубу напівпровідникового матеріалу. Переважний темвиймають із печі, а напівпровідниковий матеріал у пературний діапазон становить від 150 до 350°C формі блоків ріжуть на пластини. Після цього цій нижче температури плавлення одержаного напівпластини ріжуть на шматки довжиною приблизно провідникового матеріалу. Переважно спікання від 1 до 5 мм, з яких можуть бути виготовлені терздійснюють в атмосфері водню або захисного газу, моелектричні модулі. Замість кварцової труби монаприклад, аргону. жуть бути використані також труби з інших матеріТаким чином пресовані вироби спікають переалів, інертних по відношенню напівпровідникового важно до 95-100% їх звичайної теоретичної густиматеріалу, наприклад, із танталу. Цей матеріал є ни. переважним, оскільки його теплопровідність вища При цьому як переважну форму виконання даза теплопровідність кварцу. ного способу згідно з винаходом одержують споЗамість труб можуть бути використані також сіб, який відрізняється такими стадіями: інші резервуари придатної форми. Крім того як (1) сплавлення сумішей відповідних компоненматеріал резервуара можуть бути використані інші тів або сплавів цих компонентів та щонайменше матеріали, наприклад, графіт, якщо вони є інертчотирикомпонентної або відповідно трикомпонентними по відношенню до напівпровідникового маної сполуки; теріалу. (2) подрібнення одержаного на стадії (1) матеВідповідно до однієї з форм виконання даного ріалу; винаходу охолоджений матеріал при придатній (3) пресування одержаного на стадії (2) матетемпературі можна піддавати мокрому, сухому або ріалу до формованих виробів та іншому виду подрібнення, так що в результаті (4) спікання одержаних на стадії (3) формоваодержують напівпровідниковий матеріал згідно з них виробів. винаходом, звичайний розмір частинок якого стаІншим об'єктом даного винаходу є застосуванновить менше 10 мкм. Подрібнений матеріал згідня описаного вище напівпровідникового матеріалу но з винаходом піддають гарячій або холодній екста напівпровідникового матеріалу, одержаного трузії або переважно пресують гарячим або описаним вище способом, як термоелектричного холодним способом до одержання формованих генератора або установки Пельтьє. виробів, які мають бажану форму. Питома вага Ще одним об'єктом даного винаходу є термоеодержаних пресованих формованих виробів полектричні генератори або установки Пельтьє, які винна переважно перевищувати 50%, особливо містять описаний вище напівпровідниковий матепереважно перевищувати 80% у порівнянні з пиріал та/або напівпровідниковий матеріал, одержатомою вагою необробленого матеріалу в непресоний описаним вище способом. ваному стані. Сполуки, що сприяють ущільненню 9 92213 10 Ще одним об'єктом даного винаходу є спосіб як теплового насосу, виготовлення термоелектричних генераторів або для кондиціювання меблів для сидіння, трансустановок Пельтьє, згідно з яким використовують портних засобів та будівель, послідовно з'єднані термоелектрично активні струу холодильниках та сушарках (для білизни), ктурні елементи ("legs") з тонкими шарами описадля одночасного нагрівання та охолодження них вище термоелектричних матеріалів. масових потоків при здійсненні способів розділенУ першій формі виконання цього способу вигоня речовин, таких як товлення термоелектричних генераторів або уста- абсорбція, новок Пельтьє здійснюють таким чином: напівпро- сушка, відники згідно з винаходом відповідно до першого - кристалізація, типу провідності (р- або n-леговані) наносять на - випаровування, субстрат звичайними технологіями виготовлення - дистиляція, напівпровідників, зокрема методом CVD, технолояк генератор для використання джерел тепла, гією іонного розпилення або епітаксією молекулятаких як рних пучків. - сонячна енергія, На інший субстрат за допомогою технології - тепло Землі, іонного напилення або епітаксії молекулярних пуч- тепло згорання викопного палива, ків також наносять напівпровідники згідно з вина- джерел відхідного тепла у транспортних заходом, причому тип провідності цього напівпровідсобах та стаціонарних установках, никового матеріалу протилежний типу провідності - тепловідводів при випаровуванні рідких ренапівпровідникового матеріалу, використовуваного човин, на початку (п- або р-легований). - біологічних джерел тепла, Обидва субстрати розміщені один над одним для охолодження електронних конструктивних сендвічеподібно, так що термоелектрично активні елементів. структурні елементи ("legs") різних типів заряду Крім того даний винахід стосується також тепрозміщені поперемінно. лового насосу, холодильника, сушарки (для білизПри цьому окремі термоелектрично активні ни) або генератора для використання джерел тепструктурні елементи ("legs") мають діаметр перела, що містять щонайменше один важно менше 100 мкм, особливо переважно ментермоелектричний генератор згідно з винаходом ше 50 мкм, зокрема менше 20 мкм та товщину або установку Пельтьє згідно з винаходом, над переважно від 5 до 100 мкм, особливо переважно яким або якою у випадку сушарки (для білизни) від 10 до 50 мкм, зокрема від 15 до 30 мкм. Пломатеріал, який підлягає сушці, нагріваєтьсябезпоща, яку займає термоелектрично активний струксередньо або опосередковано та над яким або турний елемент, становить переважно менше 1 якою вода або пара розчинника, які накопичуються мм2, особливо переважно менше 0,5 мм2, зокрема при сушці, охолоджуються безпосередньо або менше 0,4 мм2. опосередковано. Відповідно до другої форми виконання термоУ переважній формі виконання під сушаркою електричні генератори або установки Пельтьє вирозуміють сушарку для білизни, а під матеріалом, готовляють таким чином, що за допомогою придащо підлягає сушці, розуміють білизну. тних методів осадження, наприклад, епітаксією Наведені нижче приклади більш детально помолекулярних пучків, поперемінно одержують шаяснюють даний винахід. ри напівпровідникових матеріалів згідно з винахоПриклади виконання дом різних типів заряду (р- та n-леговані) на субКоефіцієнт Зеебека визначають таким чином страті. Товщина шару становить при цьому досліджуваний матеріал розміщають між гарячим переважно від 5 до 100 нм, особливо переважно та холодним контактом, в яких електрино підтривід 5 до 50 нм, зокрема від 5 до 20 нм. мують постійну температуру, причому гарячий Напівпровідникові матеріали згідно з винахоконтакт має температуру від 200 до 300°C. Темпедом можуть також бути приєднані до термоелектратуру холодної сторони утримують біля позначки ричних генераторів або установок Пельтьє метокімнатної температури, так що Τ становить задами, відомими фахівцям та описаними, звичай від 150 до 280°C. Виміряна напруга при наприклад, в WO 98/44562, US 5,448,109 ЕРвідповідній різниці температур між гарячим та хоА1102334 або US 5,439,528. лодним контактом дає зазначений коефіцієнт ЗееТермоелектричні генератори або установки бека. Пельтьє згідно з винаходом загалом розширюють Електропровідність визначають при кімнатній існуючий діапазон термоелектричних генераторів температурі вимірюванням за чотирма точками. та установок Пельтьє. Шляхом варіації хімічного Спосіб відомий фахівцям. складу термоелектричних генераторів або устаноЧотирикомпонентні матеріали вок Пельтьє можна одержувати різні системи, які б Приклад 1 відповідали різноманітним вимогам щодо великої Порошок у певних кількостях відповідно до кількості можливостей використання. Таким чином складу Pb0,992Ge0,005Ті0,003Те1,003 (чистота: термоелектричні генератори або установки ПельPb 99,999%, Те 99,999%, Ge 99,999%, тьє згідно з винаходом розширюють спектр викоΤi 99,99%) зважують у кварцовій ампулі, внутрішристання цих систем. ній діаметр якої становить 1 см. Кількість проби Даний винахід стосується також застосування становить 20 г. Ампулу вакуумують та закривають. термоелектричного генератора згідно з винаходом Потім ампулу нагрівають в печі при швидкості наабо установки Пельтьє згідно з винаходом грівання 500 K год.-1 до 980°C та при цій темпера 11 92213 12 турі тримають протягом 6 годин. При цьому вміст Електропровідність становить σ=992,0 См/см-1, ампули безперервно перемішують шляхом хитанкоефіцієнт Зеебека S=-154,6 мкв K-1 (виміряна при ня печі. Після закінчення часу реакції матеріал у Тхол.=40°C, Тгар.=280°C), що відповідає коефіцієнту вертикальному положенні печі охолоджують до потужності S2σ=23,7 мквт K-2 см-1. -1 600°C зі швидкістю 100 K год. та тримають при Приклад 4 цій температурі протягом 24 годин. Після цього зі Порошок у певних кількостях відповідно до швидкістю 60 K год.-1 охолоджують до кімнатної складу Pb0,989Ge0,01Ag0,001Te1,001 (чистота: температури. Pb 99,999%, Те 99,999%, Ge 99,999%, Одержують компактний корольок зі срібним віAg 99,9999%) зважують у кварцовій ампулі, внутдблиском, який без проблем можна виймати з амрішній діаметр якої становить 1 см. Кількість проби пули. Алмазною дротяною пилою із королька вистановить 20 г. Ампулу вакуумують та закривають. пилюють пластини товщиною приблизно 2 мм, на Потім ампулу нагрівають в печі при швидкості наяких вимірюють спочатку електропровідність при грівання 500 K год.-1 до 980°C та при цій темперакімнатній температурі, а потім коефіцієнт Зеебека. турі тримають протягом 6 годин. При цьому вміст Електропровідність становить σ = ампули безперервно перемішують шляхом хитан1641,4См/см-1, коефіцієнт Зеебека S=-165,4мквK-1 ня печі. Після закінчення часу реакції матеріал у (виміряна при Тхол.=50°C, Тгар.=280°C), що відповівертикальному положенні печі охолоджують до 2 -2 -1 дає коефіцієнту потужності S σ=44,9 мквт K см . 600°C зі швидкістю 100 K год.-1 та тримають при Приклад 2 цій температурі протягом 24 годин. Після цього зі Порошок у певних кількостях відповідно до швидкістю 60 K год.-1 охолоджують до кімнатної складу Pb0,992Ge0,005Ζr0,003Тe1,003 (чистота: температури. Pb 99,999%, Те 99,999%, Ge99,999%, Одержують компактний корольок зі срібним віZr 99,95%) зважують у кварцовій ампулі, внутрішдблиском, який без проблем можна виймати з амній діаметр якої становить 1 см. Кількість проби пули. Алмазною дротяною пилою із королька вистановить 20 г. Ампулу вакуумують та закривають. пилюють пластини товщиною приблизно 2 мм, на Потім ампулу нагрівають в печі при швидкості наяких вимірюють спочатку електропровідність при грівання 500 K год.-1 до 980°C та при цій темперакімнатній температурі, а потім коефіцієнт Зеебека. турі тримають протягом 6 годин. При цьому вміст Електропровідність становить σ=407,3 См/см-1, ампули безперервно перемішують шляхом хитанкоефіцієнт Зеебека S=-326,5 мкв K-1 (виміряна при ня печі. Після закінчення часу реакції матеріал у Тхол.=50°C, Тгар.=290°C), що відповідає коефіцієнту вертикальному положенні печі охолоджують до потужності S2σ=43,4 мквт K2 см-1. -1 600°C зі швидкістю 100 K год. та тримають при Приклад 5 цій температурі протягом 24 годин. Після цього зі Порошок у певних кількостях відповідно до швидкістю 60 K год.-1 охолоджують до кімнатної складу Pb0.987Ge0,01Sn0,003Te1,001 (чистота: температури. Pb 99,999%, Те 99,999%, Ge 99,999%, Sn 99 Одержують компактний корольок зі срібним ві9985%) зважують у кварцовій ампулі, внутрішній дблиском, який без проблем можна виймати з амдіаметр якої становить 1 см. Кількість проби стапули. Алмазною дротяною пилою із королька виновить 20 г. Ампулу вакуумують та закривають. пилюють пластини товщиною приблизно 2 мм, на Потім ампулу нагрівають в печі при швидкості наяких вимірюють спочатку електропровідність при грівання 500 K год.-1 до 980°C та при цій темперакімнатній температурі, а потім коефіцієнт Зеебека. турі тримають протягом 6 годин. При цьому вміст Електропровідність становить σ = ампули безперервно перемішують шляхом хитан2485,9См/см-1, коефіцієнт Зеебека S=-132,1 мкв Kня печі. Після закінчення часу реакції матеріал у 1 (виміряна при Тхол.=50°C, Тгар.=285°C), що відповертикальному положенні печі охолоджують до 2 2 -1 відає коефіцієнту потужності S σ=43,4 мквт K см . 600°C зі швидкістю 100 K год.-1 та тримають при Приклад 3 цій температурі протягом 24 годин. Після цього зі Порошок у певних кількостях відповідно до швидкістю 60 K год.-1 охолоджують до кімнатної складу Pb0,99Ві0,005АІ0,005Те1,001 (чистота: температури. Pb 99,999%, Те 99,999%, АІ 99,999%, Одержують компактний корольок зі срібним відблиском, який без проблем можна виймати з амВі 99,998%) зважують у кварцовій ампулі, внутріпули. Алмазною дротяною пилою із королька вишній діаметр якої становить 1 см. Кількість проби пилюють пластини товщиною приблизно 2 мм, на становить 20 г. Ампулу вакуумують та закривають. яких вимірюють спочатку електропровідність при Потім ампулу нагрівають в печі при швидкості накімнатній температурі а потім коефіцієнт Зеебека. грівання 100 K год.-1 до 1000°C та при цій темпеЕлектропровідність становить σ=249,4 См/см-1, ратурі тримають протягом 15 годин. При цьому коефіцієнт Зеебека S=-290,4 мкв K-1 (виміряна при вміст ампули безперервно перемішують шляхом Тхол.=40°C, Тгар.=285°C), що відповідає коефіцієнту хитання печі. Після закінчення часу реакції шляпотужності S2σ=21,0 мквт K2 см-1. хом відключення піч у вертикальному положенні Трикомпонентні матеріали охолоджують до кімнатної температури. Приклад 1 Одержують компактний корольок зі срібним віПорошок у певних кількостях відповідно до дблиском, який без проблем можна виймати з ампули. Алмазною дротяною пилою із королька вискладу Pb0,997Zr0,003Te1,003 (чистота: Pd 99,999%, пилюють пластини товщиною приблизно 2 мм, на Те 99,999%, Zr 99,95%) зважують у кварцовій яких вимірюють спочатку електропровідність при ампулі, внутрішній діаметр якої становить 1 см. кімнатній температурі, а потім коефіцієнт Зеебека. Кількість проби становить 20 г Ампулу вакуумують та закривають Потім ампулу нагрівають в печі при 13 92213 14 швидкості нагрівання 500 K год.-1 до 980°C та при ампулі, внутрішній діаметр якої становить 1 см. цій температурі тримають протягом 6 годин. При Кількість проби становить 20 г. Ампулу вакуумують цьому вміст ампули безперервно перемішують та закривають. Потім ампулу нагрівають в печі при шляхом хитання печі. Після закінчення часу реакшвидкості нагрівання 500 K год.-1 до 980°C та при ції матеріал у вертикальному положенні печі охоцій температурі тримають протягом 6 годин. При -1 лоджують до 600°C зі швидкістю 100 K год. та цьому вміст ампули безперервно перемішують тримають при цій температурі протягом 24 годин. шляхом хитання печі. Після закінчення часу реакПісля цього зі швидкістю 60 K год.-1 охолоджують ції матеріал у вертикальному положенні печі оходо кімнатної температури. лоджують до 600°C зі швидкістю 100 K год.-1 та Одержують компактний корольок зі срібним вітримають при цій температурі протягом 24 годин. дблиском, який без проблем можна виймати з амПісля цього зі швидкістю 60 K год.-1 охолоджують пули. Алмазною дротяною пилою із королька видо кімнатної температури. пилюють пластини товщиною приблизно 2 мм, на Одержують компактний корольок зі срібним віяких вимірюють спочатку електропровідність при дблиском, який без проблем можна виймати з амкімнатній температурі, а потім коефіцієнт Зеебека. пули. Алмазною дротяною пилою із королька виЕлектропровідність становить σ = пилюють пластини товщиною приблизно 2 мм, на 3895,7См/см-1, коефіцієнт Зеебека S=-139,4мкв K-1 яких вимірюють спочатку електропровідність при (виміряна при Тхол.=50°C, Тгар.=280°C), що відповікімнатній температурі, а потім коефіцієнт Зеебека. дає коефіцієнту потужності S2σ=75,7 мквт K2 см-1. Електропровідність становить σ=451,2 См/см-1, Приклад 2 коефіцієнт Зеебека S=-314,5 мкв K-1 (виміряна при Порошок у певних кількостях відповідно до Тхол.=50°C, Тгар.=280°C), що відповідає коефіцієнту потужності S2σ=44,6 мквт K2 см-1. складу Pb0,997Zr0,003Te1,003 (чистота: Pd 99,999%, Приклад 4 Те 99,999%, Zr 99,95%) зважують у кварцовій Порошок у певних кількостях відповідно до ампулі, внутрішній діаметр якої становить 1 см. складу Pb0,995Сu0,005Те1,003 (чистота: Pd 99,999%, Кількість проби становить 20 г. Ампулу вакуумують та закривають. Потім ампулу нагрівають в печі при Те 99,999%, Сu електролітичної чистоти) зважушвидкості нагрівання 500 K год.-1 до 980°C та при ють у кварцовій ампулі, внутрішній діаметр якої цій температурі тримають протягом 6 годин. При становить 1 см. Кількість проби становить 20 г. цьому вміст ампули безперервно перемішують Ампулу вакуумують та закривають. Потім ампулу шляхом хитання печі. Після закінчення часу реакнагрівають в печі при швидкості нагрівання 500 K ції матеріал у вертикальному положенні печі охогод.-1 до 980°C та при цій температурі тримають -1 лоджують до 600°C зі швидкістю 100 K год. та протягом 6 годин. При цьому вміст ампули безпетримають при цій температурі протягом 24 годин. рервно перемішують шляхом хитання печі. Після Після цього зі швидкістю 60 K год.-1 охолоджують закінчення часу реакції матеріал у вертикальному до кімнатної температури. положенні печі охолоджують до 600°C зі швидкісОдержують компактний корольок зі срібним вітю 100 K год.-1 та тримають при цій температурі дблиском, який без проблем можна виймати з ампротягом 24 годин. Після цього зі швидкістю 60 K пули. Алмазною дротяною пилою із королька вигод.-1 охолоджують до кімнатної температури. пилюють пластини товщиною приблизно 2 мм, на Одержують компактний корольок зі срібним віяких вимірюють спочатку електропровідність при дблиском, який без проблем можна виймати з амкімнатній температурі, а потім коефіцієнт Зеебека. пули. Алмазною дротяною пилою із королька виЕлектропровідність становить σ = пилюють пластини товщиною приблизно 2 мм, на 3587,4См/см-1, коефіцієнт Зеебека S=-137,7мкв K-1 яких вимірюють спочатку електропровідність при (виміряна при Тхол.=50°C, Тгар.=280°C), що відповікімнатній температурі, а потім коефіцієнт Зеебека. дає коефіцієнту потужності S2σ=68,0 мквт K2 см-1. Електропровідність становить σ=1936,5 См/см1 Приклад 3 , коефіцієнт Зеебека S=-136,7 мкв K-1 (виміряна Порошок у певних кількостях відповідно до при Тхол.=50°C, Тгар.=280°C), що відповідає коефіцієнту потужності S2σ=36,2 мквт K2 см-1. складу Pb0,999Аg0,001Те1,003 (чистота: Pd 99,999%, Те 99,999%, Аg 99,9999%) зважують у кварцовій Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601