Регистрация / Вход
Прислать материал

Получение термоэлектрических соединений на основе сплавов Гейслера состава Fe2Ti1-xVxSn методом индукционной плавки

Фамилия
Таранова
Имя
Анастасия
Отчество
Игоревна
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Функциональных наносистем и высокотемпературных материалов
Академическая группа
ФХ-14-3
Научный руководитель
д. ф.-м.н., проф. Ховайло В.В.; инж. Воронин А.И.
Название тезиса
Получение термоэлектрических соединений на основе сплавов Гейслера состава Fe2Ti1-xVxSn методом индукционной плавки
Тезис

Термоэлектрические материалы являются основой для устройств прямого преобразования тепловой энергии в электрическую. Они находят применение в утилизации бросового тепла и создании альтернативных источников энергии. Повышенный интерес вызывают решения для работы в диапазоне температур 300-700 °С на основе доступных и безопасных материалов.

В работе исследуются сплавы Гейслера, которые относятся к среднетемпературным термоэлектрическим материалам. На сегодняшний день этот класс тройных интерметаллических соединений насчитывает более 1500 материалов, которые в зависимости от стехиометрического состава делятся на полные Гейслеры (X2YZ) и полу-Гейслеры (XYZ), где X – металлы 7-11 групп, Y – переходные элементы, Z – металлы 4 – 6 групп. К преимуществам сплавов Гейслера можно отнести доступность входящих в его состав элементов и высокую термоэлектрическую добротность при температуре до 700 °С. Электрофизическими свойствами сплавов можно управлять с помощью частичной или полной замены одного или нескольких компонентов.

В работе планируется экспериментальное подтверждение теоретического исследования группы японских учёных [1], которое предсказывает высокие термоэлектрические свойства соединений F2Ti1-xVxSn. Частичное замещение атомов титана на ванадий в таком соединении приводит к значительному возрастанию термоЭДС.

В работе исследуется получение соединений состава F2Ti1-xVxSn (x = 0; 0.05; 0.06; 0.1; 0.15; 0.2). Требуемый фазовый состав достигается применением метода индукционной плавки. Для получения объемных образцов проводится помол в планетарной мельнице (размер частиц составляет 100-200 нм) с последующим компактированием методом искрового плазменного спекания, что приводит к понижению теплопроводности за счет большого количества центров рассеяния фононов. На рисунке 1 приведена рентгенограмма образцов F2Ti0.95V0.05Sn и F2Ti0.9V0.1Sn, полученных методом индукционной плавки, которая подтверждает получение однофазного материала.

                                    

                 Рисунок 1 - Рентгенограмма образцов F2Ti0.95V0.05Sn и F2Ti0.9V0.1Sn, полученных методом индукционной плавки.

 

В дальнейшем планируется изучение физико-химических свойств соединения, их сравнение с заявленными теоретическими.

 

[1] Yabuuchi S. et al. Applied Physics Express. – 2013. – Т. 6. – №. 2. – С. 025504