Твердые термоэлектрические материалы

Твердые термоэлектрические материалы [c.56]

Твердые термоэлектрические материалы изготавливаются в основном методом сплавления и порошковой металлургии. Порошковая металлургия, как более простой и дешевый метод, за последнее время получает все более широкое распространение. [c.68]

В книге освещается история развития термоэлектрического метода прямого преобразования тепловой энергии в электрическую и дается инженерный обзор состояния этой проблемы в настоящее время. Характеризуется физика термоэлектрических явлений и описываются способы расчета термоэлементов. Приводится таблица характеристик большого количества термоэлектрических материалов. Указываются существенные конструктивные особенности термоэлектрических батарей. Описываются конкретные конструкции термоэлектрических генераторов на твердом, жидком и газообразном топливе, на изотопных источниках тепла и с ядерными реакторами. [c.2]

В последнее десятилетие очень интенсивно исследуются среднетемпературные термоэлектрические материалы (рабочий интервал 600—1000° К), хотя с точки зрения термодинамики среднетемпературный интервал менее выгоден, чем низкотемпературный ZT для среднетемпературного интервала в 1,5—2 раза ниже, чем для низкотемпературного). Использование каскадных элементов обеспечивает довольно высокие значения к. п. д. и этим привлекательно для термоэлектрической энергетики. В настоящее время основными материалами, используемыми в этом интервале температур, являются теллуристый свинец РЬТе, селенистый свинец PbSe, теллуристый германий GeTe, соединение AgSbTeg и твердые растворы на основе этих соединений. Нижняя граница высокотемпературного интервала лежит в области 950—1000 ° К. Верхняя граница до настоящего времени достаточно точно не определена, хотя уже созданы термоэлектрические материалы, пригодные для использования при температуре до 2000 °К. По-видимому, это объясняется тем, что в области температур выше 1600° К более эффективны термоэмиссионный и магнитогидродинамический циклы преобразования. Высокие температуры ставят термоэлектрические материалы в очень жесткие условия окисляемость, летучесть примесей, давление паров, диффузия и пределы растворимости легирующих добавок играют здесь важную, а иногда решающую роль. Наиболее надежно исследованным и испытанным в реальных конструкциях материалом для интервала температур 900—1500 ° К является система кремний — германий с непрерывным рядом твердых растворов, имеющих температуру плавления от 1230 (Ge) до 1693° К (Si). [c.57]

Если Y l, то заметная доля коэффициента полезного действия Карно может быть получена из процесса термоэлектрического преобразования энергии [143]. Для металлических материалов поскольку Ка меньше Ке, так что из закона Видемана—Франца следует Однако для металлов S< e/e, поэтому Y< l [формула (2.5)]. Величина 5 может возрасти при уменьшении плотности электронов уменьшение плотности электронов приводит также к уменьшению а, поэтому Ке также становится меньше. Но величина оГ/х остается почти постоянной, пока Ке остается большой по сравнению с Ка- Для наиболее ценных термоэлектрических материалов коэффициент полезного действия начинает уменьшаться, когда Ке становится сравнимой с Ка. Особый интерес к жидким полупроводникам обусловлен тем, что для них можно ожидать заметно меньших значений Ка, чем для кристаллических твердых веществ при той же температуре, поэтому может стать возможным достижение более высоких значений S до того, как множитель аТ1к в выражении для у начнет уменьшаться. Было найдено, что в действительности для некоторых жидких полупроводников Y 1 (см. ссылки в работе Регеля и др. [212]), но использованию на практике таких материалов до сих пор препятствовали такие ограничения, как малый диапазон температур Т, в котором у велико, а также технологические и материаловедческие трудности при использовании жидкостей в высокотемпературных устройствах. [c.45]

Высокотемпературные - рабочий интервал температур 950 4-2000К. Высокотемпературные термоэлектрические материалы работают в очень жестких условиях окисляемость, летучесть примесей, давление паров, диффузия и растврримость легирующих добавок и т.д. К ним относятся наиболее изученная система Ge-Si с непрерывным рядом твердых растворов, имеющих температуру плавления от 1230 (Ge) до 1693К (Si). [c.167]

Полупроводниковые материалы сложного состава находят техническое применение при изготовлении термоэлементов, термогенераторов и холодильных устройств. К таким материалам относятся, например, тройной сплав Bi—Sb—Zn, употребляющийся для положительных ветвей термоэлементов, твердые растворы 0,25 PbS-0,5 PbSe-0,25 РЬТе и 0,3 PbS-0,7 PbSe и другие материалы, из которых изготовляют отрицательный электрод термоэлементов. Э( х )ективность использования материала в термоэлектрических устро йствах в простейшем случае оценивается критерием А. Ф. Иос е [c.266]

Выдвинуто много гипотез, объясняющих механизм разрушения металла на микроучастках, где происходит замыкание кавитационных каверн. Так, в соответствии с представлением о термоэлектрических эффектах [15] полагают, что электрические токи могут возникать под действием высоколокализованных напряжений сжатия, когда появляются гидродинамические силы, действующие на микроскопические участки твердого тела при сокращении кавитационной полости. Особенно распространена гипотеза о значительном влиянии электрохимической коррозии на процесс кавитационного разрушения. Однако имеется много экспериментальных данных [34, 50], свидетельствующих о наличии кавитационной эрозии и в химически нейтральных средах, а также на материалах, не подвергающихся коррозии (стекло, пластмассы и т. п.). [c.25]

Более того, в последние годы открыты новые виды диэлектрических, проводниковых, полупроводниковых и магнитных материалов, обладающих особыми, ранее неизвестными или малоизученными свойствами. На основе этих материалов могут быть изготовлены принципиально новые электротехнические устройства и радиоэлектронные аппараты. Таковы, в частности, многочисленные полупроводниковые приборы различные твердые схемы разнооб - разные нелинейные конденсаторы и резисторы с параметрами, регулируемыми бесконтактными способами различные сегнетоэлектрические, пьезоэлектрические и пироэлектрические устройства выпрямители, усилители, стабилизаторы напряжения, преобразователи энергии, запоминающие ячейки электретные и фотоэлект-ретные приборы устройства электрографии, электролюминесцентные приборы квантовые генераторы и усилители-лазеры и др. жидкие кристаллы ферритные устройства, в том числе устройства для изменения плоскости поляризации волны в технике сверхвысоких частот датчики Холла термоэлектрические генераторы с высоким КПД аппаратура голографии и многие другие аппараты и приборы новой техники. [c.5]

Большим неудобством при применении метода естественно образующейся термопары является необходимость новой тарировки термопары при изменении материалов детали или инструмента. Влияние материала обрабатываемой детали на вид тарировочного графика можно исключить, применяя двухрезцовый метод, предложенный В. Рейхелем. При этом методе точение производят двумя одинаковыми по размерам и геометрическим параметрам резцами 1 я 2 (рис. 109), изготовленными из твердого сплава и быстрорежущей стали и подключенными к клеммам милливольтметра 3. Термоэлектродвижущая сила, возникающая вследствие отличия термоэлектрических свойств инструментальных материалов резцов, по закону аддитивности не зависит от рода обрабатываемого материала болванки, который в этом случае выполняет функцию только. электрического проводника. Электродами естественно образующейся термопары являются материалы резцов величина электродвижущей силы зависит от их свойств и температуры нагрева контактных поверхностей резцов. Тарировку термопары производят только один раз. По точности метод уступает однорезцовому, так как предполагает строго одинаковые температуры контактных поверхностей обоих резцов. Однако вследствие различных коэффициентов трения на передней и задней поверхностях резцов и теплопроводности инструментальных материалов темпера- [c.146]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...