Главная Работы на конкурс Предметное образование Естественно-научные дисциплины Проект «Получение термоэлектрических сплавов полу-Гейслера на основе TiNiSn методом механохимического синтеза»

Проект «Получение термоэлектрических сплавов полу-Гейслера на основе TiNiSn методом механохимического синтеза»

Автор: Пашкова Дарья Сергеевна

Место работы/учебы (аффилиация): Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) "МИСиС", г. Москва, инженер научного проекта

Научный руководитель: Новицкий Андрей Павлович

Термоэлектрические материалы представляют собой широкий класс материалов, обеспечивающих прямое преобразование тепловой энергии в электрическую. Эффективность данного преобразования прямо пропорциональна безразмерному коэффициенту термоэлектрической добротности zT, который зависит от электрических и тепловых свойств материала и определяется как zT = α2σT/(κреш + κэл), где α, σ, T, κреш и κэл — коэффициент Зеебека, электропроводность, абсолютная температура, решеточная и электронная составляющие общей теплопроводности, соответственно.

Сплавы полу-Гейслера являются одними из наиболее перспективных материалов для термоэлектрических генераторов в среднетемпературном диапазоне благодаря их химической стабильности в широком диапазоне температур, высоким прочностным характеристикам и относительно высоким термоэлектрическим характеристикам, в основном связанным с уникальным набором электрических свойств. На сегодняшний день группа под руководством австрийского профессора П. Рогла сообщила о самом высоком значении термоэлектрической добротности zTmax = 1,5 при 825 К для соединения номинального состава Ti0,5Zr0,25Hf0,25NiSn для полу-Гейслеров n-типа проводимости. Хотя в последние годы соединения полу-Гейслеров активно исследуются учеными во всем мире, значение zT, полученное в данной работе не было превзойдено.

Однако в контексте широкомасштабного применения, значения zT не так важны, как разработка промышленно масштабируемой технологии производства термоэлектрических материалов. Разработка быстрой и масштабируемой технологии изготовления позволит на один шаг приблизить термоэлектрические материалы класса полу-Гейслеров к расширению области их применения.

В данной работе представлены результаты, демонстрирующие образование мелкозернистого однофазного образца номинального состава Ti0,5Zr0,25Hf0,25NiSn в течение 30 минут. Суммарное время получения объемного поликристаллического образца не превышает 7 часов в сравнении с 3 неделями при получении аналогичных соединений традиционным методом. Более того, ожидается, что мелкозернистая структура позволит уменьшить значения теплопроводности данных соединений за счет дополнительного рассеяния фононов на границах зерен, и как следствие – увеличит эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую.
Механизмы фазообразования и подробности синтеза представлены в работе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Смотреть похожие работы

Исследовательская работа «Были о пыли»

Люди уже давно поняли, что чистый воздух необходим человеку, чистый воздух – залог здоровья. Воздух и здоровье человека находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости.  Человек может прожить без пищи около пяти недель, без воды – пять суток, без…

Исследовательская работа «Переработка апатит-нефелиновых руд»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

В связи с ограничением и запретом на импорт в Россию сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия из стран, поддержавших антироссийские санкции, необходимо гарантировать продовольственную безопасность страны, т.е. полностью обеспечить жител…

Исследовательская работа «Изменение качественного состава воды при фильтрации через плодовое тело Трутовика настоящего»

По данным Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), около одной трети населения мира проживает в странах, страдающих от дефицита пресной воды, и количество этих стран будет только увеличиваться. Привычка думать, что Россия — держава с большими водным…

Презентация к проекту «Определение танина в разных сортах чая и его свойства»

Чай — продукт необыкновенный: вкусный, целебный, культовый. Сколько веков люди знают чай, столько и открывают для себя все новые и новые его свойства, возможности применения и способы заварки. В чем секрет этого удивительного растения? Что мы знаем п…

Индивидуальный проект по физике на тему: «Удивительные свойства обычной воды»

Вода – самое простое и привычное вещество на планете. Кажется, что проще воды ничего не бывает. Вода сопровождает каждое мгновение нашей жизни. Мы узнаём её в виде жидкости и твёрдого тела, мы любуемся её парами, проплывающими над нами в виде белых о…

Исследовательский проект «Сравнительный анализ содержания кофеина в разных сортах чая»

Чай – один из самых популярных и любимых напитков среди населения разных стран, который тонизирует и поднимает настроение. Чай обладает не только высокими приятными вкусовыми качествами, но и благоприятно влияет на организм человека. Множество людей…

Мероприятие завершено