Изобретение относится к области термоэлектрического преобразования тепловой энергии в электрическую и может быть применено для изготовления полупроводниковых термоэлементов и термоэлектрических батарей из них, используемых в конструкциях термоэлектрических генераторов. Технический результат: повышение производительности изготовления и энергетической эффективности термоэлектрических батарей. Сущность: формируют плоскую или радиально-кольцевую конфигурацию термобатареи с бифилярным или аксиальным соединением ветвей в электрическую цепь путем размещения в ячейках матричной кассеты из электроизоляционных прокладок ветвей из низко-, средне- и высокотемпературных термоэлектрических материалов и нанесения электропроводящих слоев и электроизоляционного покрытия. При этом барьерные антидиффузионные и контактные слои на теплопоглощающей и тепловыделяющей поверхностях ветвей и электроизоляционное покрытие наносят методом холодного газодинамического напыления порошков требуемого функционального состава. После нанесения контактного слоя проводят его механическую обработку. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области термоэлектрического приборостроения и может быть использовано при изготовлении термоэлектрических устройств, основанных на эффекте Пельтье или Зеебека, прежде всего термоэлектрических генераторов электрической энергии, а также холодильных термоэлектрических устройств. В термоэлементе термоэлектрической батареи искусственно создается анизотропия тепловой проводимости, обеспечивающая увеличение токовой высоты и термического сопротивления ветвей термоэлемента в ограниченном объеме по высоте, благодаря чему удается увеличить перепад температуры на спаях при сохраняющейся плотности теплового потока, за счет этого увеличивается КПД преобразования тепловой энергии в термоэлектрическом устройстве. Для достижения этого результата предложена термоэлектрическая батарея, содержащая термоэлементы, ветви которых изготовлены из полупроводников p- и n-типа, разделенных электроизоляцией, и коммутационные пластины, при этом ветви термоэлементов выполнены под углом по отношению к теплопоглощающей и тепловыделяющей поверхностям термоэлемента, а токовую высоту ветви Lт выбирают в диапазоне
где
h - габаритная высота ветви термоэлемента, мм,
Lт - токовая высота ветви термоэлемента, мм,
δ - межэлементный зазор между ветвями p и n типов (электроизоляция), мм,
κмат - среднеинтегральная удельная теплопроводность материала термоэлемента,
λ - среды - удельная теплопроводность среды, заполняющей зазор δ между ветвями,
При этом сечение ветви термоэлемента, параллельное токовым линиям, представляет собой параллелограмм с углом наклона α основания к теплопоглощающей стороне термоэлемента, или шеврон, параллельные или эквидистантные стороны которого примыкают к теплопоглощающей и тепловыделяющей сторонам термоэлемента, или кольцевой сектор, тороидальные поверхности которого образуют боковые поверхности ветвей термоэлемента, а поверхности, примыкающие к теплопоглощающей и тепловыделяющей сторонам термоэлемента, эквидистантны этим поверхностям. Угол наклона ветви термоэлемента к теплопоглощающей стороне α должен быть равен или больше величины, определяемой из соотношения
. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к получению гранул термоэлектрического материала на основе твердого раствора, имеющих сердцевину с рентгеноаморфной структурой и оболочку с кристаллической структурой. Способ включает сплавление компонентов материала в графитовом тигле, в дне которого выполнено сливное отверстие, обеспечение вытекания капель полученного расплава из сливного отверстия в тигле и обеспечение кристаллизации вытекающих капель расплава в полете в газе и в охлаждающей жидкости, расположенной под тиглем, с образованием в результате кристаллизации гранул термоэлектрического материала. Используют проточную охлаждающую жидкость, продуваемую газообразным азотом, а верхний уровень охлаждающей жидкости располагают на 5-7 см ниже сливного отверстия в тигле. Обеспечивается повышение электропроводности термоэлектрического материала с одновременным снижением фононной составляющей теплопроводности. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.