Способ получения термоэлектрического материала

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА на основе теллурида висмута р-типа проводимости, о тличающийся тем, что, с целью увеличения термоэлектрической добротности, монокристалл теллурида висмута р-типа с концентрацией носителей заряда 2 подвергают воздействию гидростатического давления 5 - 65 кбар.

(19) а1>

Р1) Н 01 L 35/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Н014ИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЗНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 293467 "! 18-25 (22) 32.06.80 (46) 33. 04. 91 . Бюл. h 16 . (7i) Ордена Трудового Красного Знамени институт физики высоких давлений

AH СССР ,(7 ) Л.Г.Хвостанцев и А.И.Орлан (53) 62!.362..2(088.8)

"(56) 1. Тезисы докладов совещания

"Термоэлектрические материалы и методы их исследования", Кишинев, 1971, с. 47-49.

2. Жапаров Ж.Ж, Влияние всестороннего давления на электрические, тепловые и гальваномагнитные свойства халькогенидов висмута и сурьмы и их твердых растворов. Автореферат кандидатской диссертации, П., 1975.

Изобретение относится к области прямого преобразования тепловой энергии в электрическую и может быть использовано для создания термоэлектрических генераторов с коэффициентом полезного действия порядка. 25Х, работающих в области температур 200500 К.

В настоящее время эффективным термоэлектрическим материалом является

BiSb n-типа.

Известные термоэлектрические материалы р-типа не позволяют создать в паре с BiSb п-типа термогенераторы с к.п.д. выше, чем 10Х, Теллурид висмута Вь Те, р-типа составляет пару в термогенераторе для

BiSb n — типа.

2 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА на основе теллурида висмута р-типа проводимости, а тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения термоэлектрической добротности, манакристалл теллурица висмута р-типа с концентрацией носителей заряда 5-10 — 2 10 см под18, 8 вергают наэдействию гидростатического давления 15 — 65 кбар.

Теллурид висмута является основой для получения самых эффективных материалов для генерирования электрической энергии.

Известны различные способы повышения добротности термоэлектрических материалов, связанные с созданием термоэлектрических веществ с определенной концентрацией носителей така и типа проводимости или с воздействием на материал температурной обработиой или давлением f1).

Из описанных в литературе способов Ъ, повышения добротности термоэлектричес-! ких материалов наиболее близким является способ воздействия на соединение

Bi Те, р-типа высокого давления до

15 кбар, позволяющий повысить доброт882361

Составитель

Редактор Е.Горинская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Самборская

Заказ 2144

Тираж 366

Подписное,ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 и

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 ность материала Z с 2,62 10" 1/град до 6,58 10 1/град /1,2/ И

Недостатком процесса повышения добротности является малая величина дав5 ления, воздействующего на образец теллурида висмута р-типа, и незначительное при этом увеличение добротности, которое не позволяет увеличить

K,ï.ä. пары BiSb n — типа и В1 Те9 р — типа выше 12-157..

Целью изобретения является увеличение добротности теллурида висмута р - типа, Поставленная цель достигается тем, 15 что монокристалл теллурида висмута Р— типа с концентрацией носителей заряда 5 *10 см- — 2 10 см под48 <8 вергают воздействию гидростатического давления в диапазоне .15 — 65 кбар. ,Термоэлектрические характеристики ! теллурида висмута изменяются под дей,ствием давления таким образом, что добротность материала возрастает под давлением.

П р и м е .р- 1. Образец теллурида висмута р-типа с концентрацией носителей n = 5 10 см подвергают воз<а

Р . действию давления 40 кбар в камере высокого давления. Затем при этом давлении измеряют величину Z. В ре1 зультате величина добротности Е составляет 8,7 ° 10 з 1/град, что в " 1,3. раза выше величины полученной по способу 2 .

Пример 2. Образец теллурида висмута р-типа с концентрацией носителей заряда n = 5 10 см подвер(8 гают воздействию давления 65 кбар в камере высокого давления. Затем при этом давлении измеряют величину ZB результате „ обротность .составляет

t2 ° 10" 1/град, что в - 2 раза выше величины, полученной по способу (2 1.

II p и м e y 3. Образец теллурида 45 висмута р - типа с концентрацией. носителей заряда 2 10 см подвергают

16 воздействию давления 40 кбар в камере высокого давления. Затем при этом давлении измеряют величину Е. В результате добротность равна 11,3 »

»10 1/град, что в 1,7 раза выше: величины, полученной по способу (2).

Пример 4. Образец теллурида висмута р — типа с концентрацией носителей 2 10 Е см-з подвергают возпействию давления 65 кбар в камере высокого давления. При этом давлении величина добротности равна 26,2"10 1/град,. что в 4 раза выше величины Е, полученной по способу 1 2 .

Давление, равное 65 кбап. являетгя граничным, т.к. нри этом давлении: происходит фазовый переход и фаза высокого давления теллурида висмута обладает металлическими свойс-.вами., Синтез более чистых. образцов теллурида висмута с меньшей концентрацией носителей заряда позволит еще более увеличить эффект воздействия давления на увеличение добротнссти материала.

Увеличение добротности теллурида висмута под давлением может быть использовано при создании механически напряженных термоэлементов повышенной эффективности.

Выводы о причинах влияния давления на добротность теллурида висмута от крывают новые воэможности в управлении свойствами материала на. основе теллурида висмута.

Значительные к.п.д. термоэлектрического вещества Bi,Òå3 р — типа,позволят решить вопрос о создании ядернотермоэлектрических судовых двигателей, бесшумных и безотказных в работе, простых s управлении и достаточно малогабаритных. Обеспечение радиорелейных линий и нефтегазопроводов энергопитанием от термоэлектрических генераторов сэкономит десятки миллионов рублей.

Важные позиции займет термоэлектрический метод в области энергоснабжения космических аппаратов и объектов.