Термоэлектрический материал

Cтраница 4

Состав твердого раствора термоэлектрического материала обычно подбирается таким образом, чтобы можно было получить максимальное значение отношения подвижности к теплопроводности решетки. Однако зависимость этого отношения от состава, как правило, довольно слабая. Изменяя составы твердого раствора, можно достичь попутно и других целей, например увеличить ширину запрещенной зоны, оптимизировать эффективную массу, сдвинуть область гомогенности твердого раствора с целью упрощения получения оптимальных для данных температур концентраций носителей заряда. [46]

Технологические особенности получения термоэлектрических материалов во многих случаях приводят к возникновению различного рода неоднородностей Большинство из них связано с неравномерным распределением составов твердых растворов, неравномерным распределением концентрации примеси, разориентацией зерен в прессованных поликристаллических веществах. [47]

Несколько позднее среди низкотемпературных термоэлектрических материалов появилось новое, весьма перспективное для температур ниже 250 К соединение Bi-Sb с электропроводностью n - типа. На этом сплаве впервые были проведены опыты, которые показали существенное увеличение эффективности термоэлектрического материала в магнитном поле при 80 - - 250 К. Такое явление связано с изменением длины свободного пробега носителей в магнитном поле, что и приводит к увеличению Z примерно в полтора раза. [48]

Зависимость ZT. [49]

Рассмотрим, почему именно термоэлектрические материалы на основе теллурида висмута являются широко распространенными и высокоэффективными. Из выражения для Р видно, что для увеличения Z надо повышать подвижность носителей и снижать теплопроводность решетки. Подвижность определяется рассеянием носителей на температурных флуктуациях периодического потенциала в кристаллической решетке. Периодическое изменение потенциала наиболее сильное в ионных кристаллах, где чередуются атомы с положительными и отрицательными зарядами, в ковалентных кристаллах оно проявляется в сглаженной форме. Температурные флуктуации потенциала слабее выражены в кристаллах с сильной межатомной связью, например с ковалентной связью. Таким образом, ковалентная связь благоприятна для получения высокой подвижности. Кроме того, желательно, чтобы поляризуемость атомов была высокой, потому что дипольные моменты поляризованных атомов гасят поле периодического потенциала. В этом смысле предпочтительны материалы с тяжелыми атомами, имеющие большие размеры и, следовательно, более слабые внутриатомные связи. [50]

Как известно [1], термоэлектрические материалы должны обладать высокой термоэлектрической эффективностью, удовлетворительными механическими свойствами, способностью выдерживать термические удары ( нагрев и охлаждение), соответствующие реальным условиям работы термогене-ратора. Однако в литературе известно мало работ, относящихся к изучению механических свойств исследуемых материалов. Однако эти исследования недостаточны для полного выяснения термомеханических свойств данных материалов. Поэтому изучение термомеханических свойств, а также установление связи между термическими и механическими свойствами термоэлектрических материалов представляет научный и практический интерес. Целью данной работы является исследование микротвердости, коэффициента линейного расширения и влияния температуры на механические свойства указанных сплавов в интервале температур 300 - 600 К. Механические свойства данных материалов были исследованы на разрывной машине типа МР-005 со скоростью деформации 2 - 5 см / сек. [51]

Установка для зонной плавки. [52]

При аварийном повреждении ампулы термоэлектрический материал превращается в брак. Более того, расплав, попадая на нагревательные элементы печи, может вывести из строя всю систему, поэтому конструктивно должна быть предусмотрена система аварийного выключения любого из нагревателей. [53]

При определении эффективности Z термоэлектрических материалов по методу Хармана существенное влияние на результат измерений оказывает теплообмен торцевых поверхностей образца с окружающей средой, в первую очередь через токовые и измерительные провода. В известных формулах теплообмен учитывается поправкой, содержащей приближенные величины, и ошибка при определении в деподвижном воздухе может быть значительной. Поэтому интересно получить такую формулу, которая бы, учитывая теплообмен, содержала лишь измеряемые величины. Поскольку вопрос точности определения параметров термоэлементов для каскадных батарей стоит наиболее остро, возникает необходимость в том, чтобы величины, входящие в поправку, также измерялись. [54]

Методика определения физических свойств термоэлектрических материалов на основе использования соотношений ( 2 - 36) и ( 2 - 37) описана в целом ряде работ. [55]

При определении эффективности Z термоэлектрических материалов по методу Хармана существенное влияние на результат измерений оказывает теплообмен торцевых поверхностей образца с окружающей средой, в первую очередь через токовые и измерительные провода. В известных формулах теплообмен учитывается поправкой, содержащей приближенные величины, и ошибка при определении Z в неподвижном воздухе может быть значительной. Поэтому интересно получить такую формулу, которая бы, учитывая теплообмен, содержала лишь измеряемые величины. Поскольку вопрос точности определения параметров термоэлементов для каскадных батарей стоит наиболее остро, возникает необходимость в том, чтобы величины, входящие в поправку, также измерялись. [56]

Методика определения физических свойств термоэлектрических материалов на основе использования соотношений ( 2 - 36) и ( 2 - 37) описана в целом ряде работ. [57]

Таким образом, исследование термоэлектрических материалов заключается в поисках таких пар полупроводников, для которых Z, определяемое по (7.3.13), будет максимальным. [58]

Методика определения физических свойств термоэлектрических материалов на основе использования соотношений ( 2 - 36) и ( 2 - 37) описана в целом ряде работ. [59]

В целом при выборе термоэлектрических материалов следует отдавать предпочтение веществам, у которых высокая подвижность сочетается с малым коэффициентом решеточной теплопроводности, с низкой температурой Дебая, веществам из тяжелых атомов со слабо связаннными молекулами. Легирование должно производиться примесями, образующими уровни с малой энергией ионизации, с тем, чтобы в рабочем интервале температур уровни были полностью ионизированы и концентрация, носителей тока сохранялась постоянной. Необходимо использовать вещества, у которых в заданном интервале температур сохранялись бы условия оптимальной концентрации. Если интервал температур широк, целесообразно применять вещество с меняющейся вдоль ветви термоэлемента концентрацией носителей тока или использовать каскадирование. [60]

Страницы: 1 2 3 4 5