Детальная информация

Название: Наноструктурированные термоэлектрические материалы для температур 200–1200 К, полученные искровым плазменным спеканием // Известия высших учебных заведений. Электроника. – 2022. – Т. 27, № 6. — С. 695-706
Авторы: Штерн М. Ю.
Выходные сведения: 2022
Коллекция: Общая коллекция
Тематика: Энергетика; Электрический нагрев; термоэлектрические материалы; наноструктурированные материалы; плазменное спекание; искровое плазменное спекание; нанодисперсные порошки; термоэлектрическая эффективность; термоэлементы; thermoelectric materials; nanostructured materials; plasma sintering; spark plasma sintering; nanodisperse powders; thermoelectric efficiency; thermoelements
УДК: 621.36
ББК: 31.292
Тип документа: Статья, доклад
Тип файла: Другой
Язык: Русский
DOI: 10.24151/1561-5405-2022-27-6-695-706
Права доступа: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение)
Дополнительно: Новинка
Ключ записи: RU\SPSTU\edoc\69775

Разрешенные действия: Посмотреть

Аннотация

Широкое применение термоэлектричества сдерживается низкой эффективностью термоэлементов, которая в основном определяется термоэлектрической добротностью термоэлектрических материалов (ТЭМ), используемых для их изготовления. В настоящее время основным направлением увеличения добротности является снижение фононной теплопроводности ТЭМ за счет их наноструктурирования. В работе исследован фазовый состав и тонкая структура нанодисперсных порошков ТЭМ с применением просвечивающего электронного микроскопа JEM-2100. Элементный состав исходных компонентов для синтеза ТЭМ, измельченных порошков и объемных наноструктурированных ТЭМ (НТЭМ) определен с помощью растрового электронного микроскопа JSM-6480LV. Разработаны способы и оптимизированы режимы получения нанодисперсных порошков и НТЭМ на основе Bi[2]Te[3], Sb[2]Te[3], PbTe, GeTe и SiGe с рабочими температурами в интервале 200-1200 К. Порошки получены с использованием шаровой планетарной мельницы. Средний размер областей когерентного рассеяния в порошках находится в пределах 12-47 нм. Объемные НТЭМ изготовлены компактированием порошков искровым плазменным спеканием. Показано, что области когерентного рассеяния в объемных образцах увеличиваются по сравнению со структурой порошков в среднем в 2-3 раза и составляют от 20 до 120 нм. В НТЭМ за счет снижения теплопроводности установлено увеличение параметра ZT от 10 до 20 % по сравнению с ТЭМ, получаемыми классическими методами и не имеющими наноструктуры.

The wide application of thermoelectricity is constrained by the low efficiency of thermoelements, which is mainly determined by the thermoelectric figure of merit of thermoelectric materials (TEMs) used for their manufacture. At present, the main direction of figure of merit increase is to reduce the phonon thermal conductivity of TEMs using their nanostructuring. In this work, the phase composition and fine structure of TEM nanopowders are studied with the application of a JEM-2100 transmission electron microscope. The elemental composition of the initial components for the synthesis of TEMs, ground powders, and bulk nanostructured TEMs (NTEMs) was determined via use of a JSM-6480LV scanning electron microscope. Methods have been developed and modes have been optimized of obtaining nanodispersed powders and NTEM based on Bi[2]Te[3], Sb[2]Te[3], PbTe, GeTe and SiGe with operating temperatures in the range of 200-1200 K. Powders were produced using a planetary ball mill. The average size of the coherent scattering regions in the powders ranged from 12 to 47 nm. Bulk NTEMs were produced by powder compaction by spark plasma sintering. It was demonstrated that coherent scattering regions in bulk samples increase in comparison with the structure of powders by an average 2-3 times and range from 20 to 120 nm. In NTEM, due to a decrease in thermal conductivity, an increase in ZT from 10 to 20 % has been established in comparison with TEM obtained by classical methods and not nanostructured.

Статистика использования

stat Количество обращений: 0
За последние 30 дней: 0
Подробная статистика