Іванова Л.Д., Петрова Л.І, Гранаткіна Ю.В., Леонтьєв В.Г., Іванов А.С., Варламов С.А., Прилепо Ю.П., Сичьов А.М., Чуйко А.Г., Башков І.В. Спінінгування розплаву – перспективний метод одержання матеріалів твердого розчину телуридів вісмуту й сурми

PDF

Повне видання (PDF)

Іванова Л.Д.
Федеральна державна бюджетна установа науки Інститут металургії й матеріалознавства ім. А.А. Байкова Російської академії наук, Ленінський просп., 49, Москва, 119991, Росія

Петрова Л.І.
Федеральна державна бюджетна установа науки Інститут металургії й матеріалознавства ім. А.А. Байкова Російської академії наук, Ленінський просп., 49, Москва, 119991, Росія

Гранаткіна Ю.В.
Федеральна державна бюджетна установа науки Інститут металургії й матеріалознавства ім. А.А. Байкова Російської академії наук, Ленінський просп., 49, Москва, 119991, Росія

Леонтьєв В.Г.
Федеральна державна бюджетна установа науки Інститут металургії й матеріалознавства ім. А.А. Байкова Російської академії наук, Ленінський просп., 49, Москва, 119991, Росія

Іванов А.С.
ОАО «Корпорація НПО «РІФ», вул. Дорожня, 17/2, Воронеж, 394062, Росія

Варламов С.А.
ОАО «Корпорація НПО «РІФ», вул. Дорожня, 17/2, Воронеж, 394062, Росія

Прилепо Ю.П.
ОАО «Корпорація НПО «РІФ», вул. Дорожня, 17/2, Воронеж, 394062, Росія

Сичьов А.М.
ОАО «Корпорація НПО «РІФ», вул. Дорожня, 17/2, Воронеж, 394062, Росія

Чуйко А.Г.
ОАО «Корпорація НПО «РІФ», вул. Дорожня, 17/2, Воронеж, 394062, Росія

Башков І.В.
ОАО «Корпорація НПО «РІФ», вул. Дорожня, 17/2, Воронеж, 394062, Росія

Ключові слова: тверді розчини телуридів вісмуту й сурми, спінінгування розплаву, растрова електронна мікроскопія, механічні властивості, термоелектричні властивості.

Анотація: Пропоновану працю присвячено одержанню й дослідженню пресованих дрібнокристалічних матеріалів на основі твердого розчину Bі0,5Sb1,5Te3 р- типу провідності з порошку, приготовленого спінінгуванням розплаву. Вивчено вплив режимів спінінгування розплаву
(температури й швидкості обертання диска, чистоти інертного газу,використовуваного в камері) на розміри й морфологію порошків, структуру гарячепресованих зразків і їх термоелектричні властивості. Досліджено механічні властивості при випробуваннях на стиск і вигин зразків, отриманих різними методами. Термоелектричні властивості матеріалів: коефіцієнт термоерс, теплопровідність виміряні за кімнатної температури й в інтервалі 100 – 700 К. Для зразків, спресованих з порошку, отриманого спінінгуванням розплаву, максимальне значення термоелектричної ефективності ZТ становило ~ 1.3, у той час як для матеріалів, виготовлених іншими методами, ZТ не перевищує 1.1. Це виявилося можливим завдяки значному зменшенню складової теплопровідності й збільшенню коефіцієнта термоЕРС зразків,отриманих з використанням методу спінінгування розплаву.

Література

  1. P.J. Lin-Chung and T.I. Reinecke, Thermoelectric Figure of Merit of Composite Superlattice Systems, Physical Review B 51(19), 13244-13247 (1995).
  2. L.D. Hicks, T.C. Harman and M.S. Dresselhaus, Use of Quantum-Well Superlattices to Obtain a High Figure of Merit from Nonconventional Thermoelectric Materials, Appl. Phys. Lett. 63(23), 3230-3232 (1993).
  3. L.D. Hicks, M.S. Dresselhaus, Effect of Quantum-well Structure on Thermoelectric Figure of Merit, Physical Review B 47(19), 2727-12731 (1993).
  4. R.G. Yang and G. Chen, Thermal Conductivity Modeling of Periodic Two-Dimensional Nanocomposites, Phys. Rev. B 69, 195316/1-10 (2004).
  5. Булат Л.П., Пшенай-Северин Д.А., Каратаев В.В., Освенский В.Б., Пархоменко Ю.Н., Драбкин И.А., Пивоваров Г.И., Бублик В.Т., Табачкова Н.Ю. О пределе термоэлектрической добротности в объемных нанокристаллических структурах на основе теллурида висмута // Термоэлектрики и их применения: Доклады XII Межгосударственного семинара (ноябрь 2010 г.) – Санкт-Петербург: ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, – 2010. – С. 41.
  6. Yi Ma, Q. Hao, B. Poudel, Y. Lan, B. Yu, D. Wang, G. Chen and Z. Ren, Enhanced Thermoelectric Figure-of-Merit in p-Type Nanostructured Bismuth Antimony Tellurium Alloys Made from Elemental Chunks, Nano Letters 8, 2580/1-4 (2008).
  7. B. Poudel, Q. Hao, Yi Ma, Y.C. Lan, A. Minnich, Yu Bo, X. Yan, D. Wang, A. Muto, D. Vashaee, X.Y. Chen, Y.M. Lui, M.S. Dresselhaus, G.G. Chen, Z. Ren, HighThermoelectric Performance of Nanostructured Bismuth Antimony Telluride Bulk Alloys, Science 320(5876), 634-638 (2008).
  8. Объемные наноструктурные термоэлектрики на основе теллурида висмута / Л.П. Булат, В.Т. Бублик, И.А. Драбкин [и др.] // Термоэлектричество. − 2009. − № 3. − С. 70 − 75.
  9. M.S. Dresselhaus, G. Chen, M.Y. Tang, R.G. Yang, H. Lee, D.Z. Wang, Z.F. Ren, J.P. Fleurial and P. Gogna, New Directions For Low-Dimensional Thermoelectric Materials, Adv.Mater. 19, 1043-1053 (2007).
  10. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / А.И. Гусев. – Изд. 2-е. М.: Наука-Физматмет. − 2007. − 416 с.
  11. Структура сплава (Bi, Sb)2Te3, полученного закалкой жидкого состояния / О.Ш. Гогишвили, Г.Г. Кононов, С.П. Криворучко [и др.] // VII Всесоюзная конференция «Химия и техническое применение халькогенидов» – Ужгород. – 1988. – С. 367.
  12. Получение сплавов на основе халькогенидов висмута и сурьмы методом сверхбыстрого охлаждения расплавов / О.Ш. Гогишвили, С.П. Лалыкин, С.П. Криворучко [и др.] // VII Всесоюзная конференция «Химия и техническое применение халькогенидов» – Іванова Л.Д., Петрова Л.І., Гранаткіна Ю.В., Леонтьєв В.Г., Іванов А.С., Варламов С.А… Спінінгування розплаву – перспективний метододержання матеріалівтвердого розчину… ISSN 1726-7714 Термоелектрика №1, 2013 45 Ужгород. − 1988. − С. 368.
  13. Свойства горячепрессованных образцов сплава Bi0.52Sb1.48Te3, полученного высокоскоростной закалкой / О.Ш. Гогишвили, С.П. Криворучко, И.И. Овсянко [и др.] // VII Всесоюзная конференция «Химия и техническое применение халькогенидов» – Ужгород. – 1988. – С. 372.
  14. S. Wang, W. Xie, H. Lie and X. Tang, Enhanced Performances of Melt Spun Bi2(Te, Se)3 for n-type Thermoelectric Legs, Intermetallics 19, 1024-1031 (2011).
  15. W. Xie, X. Tang, Y. Yan, Q. Zhang and T. Tritt, Unique Nanostructures and Enhanced Thermoelectric Performance of Melt-Spun BiSbTe Alloys, J. Appl. Phys. 94, 102111/1-3 (2009).
  16. W. Xie, X. Tang, Y. Yan, Q. Zhang and T. Tritt, High Thermoelectric Performance BiSbTe Alloy with Unique Low-Dimensional Structure, J. Appl. Phys. 105, 113713/1-8 (2009).
  17. W. Xie, J. He, H. Kang, X. Tang., S. Zhu, M. Laver, S. Wang, J. Copley, C. Brown, Q. Zhang and T. Tritt, Identifying the Specific Nanostructures Responsible for the High Thermoelectric Performance of (Bi, Sb)2Te3 Nanocomposites, Nano Lett. 10, 3283-3289 (2010).

Надійшла до редакції 25.06.2012.