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

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…

Проект «Углеродные точки из полисахаридных прекурсоров, проявляющие фотофлуоресценцию»

Целью работы являлось получение С-точек методом гидротермального синтеза из растворов природных полисахаридных прекурсоров и исследование их свойств. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: Приготовление растворов полисахаридов…

Исследовательская работа «Алхимия в быту или двуликая суть бытовой химии — друг или враг»

Актуальность. Несмотря на разнообразие товаров бытовой химии по направлению их использования, любопытство и жажда открытий очень часто подталкивают к желанию поэкспериментировать со средствами бытовой химии. Однако, желание почувствовать себя гением…

Исследовательская работа «Количественное определение содержания витамина P в различных сортах чая»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Современный человек живёт в условиях постоянного стресса, неблагоприятной экологии. Для того чтобы организм справлялся с этим, человеку нужен постоянный источник антиоксидантов, которые помогают клеткам восстановиться после травм, оберегают организм…

Мероприятие завершено