ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

К. В. Гочуа

Рассмотрено влияние исходной заготовки (литой материал, полученный методом зонной плавки, без измельчения и порошок того же материала с размером частиц 150—200 мкм) на текстуру экструдированных термоэлектрических материалов (ТЭМ). Значимого различия в текстуре материалов не обнаружено. Исследовано влияние текстуры деформации и степени нарушенности структуры на анизотропию свойств ТЭМ и донорный эффект с целью повышения уровня термоэлектрической эффективности экструдированных образцов. Установлено, что при размере частиц исходного порошка 150—200 мкм получена анизотропия, при которой значения электрофизических параметров (электропроводность, термо-ЭДС, коэффициент мощности и термоэлектрическая эффективность) максимальны и, следовательно, влияние донорного эффекта на термоэлектрические свойства является оптимальным. Предложена физическая модель, объясняющая механизм возникновения донорного эффекта в процессе экструзии.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (г.к. 16.552.11.7009).
Исследования проведены на оборудовании центра коллективного пользования «Материаловедение и металлургия» НИТУ «МИСиС».

1. Бублик, В. Т. Формирование структуры в процессе горячей экструзии стержней термоэлектрических твердых растворов на основе халькогенидов висмута / В. Т. Бублик, В. В. Каратаев, В. Б. Освенский, Н. Ю. Табачкова // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. − 2009. − № 2. − С. 49—52.
2. Горелик, С. С. Рекристаллизация и электрические свойства низкотемпературных термоэлектрических материалов, экструдированных из керамических заготовок / С. С. Горелик, А. Н. Дубровина, В. Л. Абламский, Р. Х. Лексина // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. − 1977. − Т. 13. − № 11. − С. 1997—2000.
3. Горелик, С. С. Первичная рекристаллизация и рекристаллизация in situ экструдированных материалов с решеткой тетрадимита / С. С. Горелик, А. Н. Дубровина, Р. Х. Лексина, Г. А. Дроздова // Там же. − 1977. − Т. 13. − № 11. − С. 1991—1996.
4. Горелик, С. С. О влиянии размера частиц на свойства твердых растворов на основе теллурида висмута при экструзии поликристаллических заготовок / С. С. Горелик, В. Л. Абламский // В сб.: Структура и свойства термоэлектрических материалов. − М. : МИСиС, 1974. − С. 95—99.
5. Sootsman, J. R. Strong reduction of thermal conductivity in nanostructured PbTe prepared by matrix encapsulation / J. R. Sootsman, R. J. Pcionek, H. Kong, C. Uher, M. G. Kanatzidis // Chemistry of Mater. − 2006. − V. 18, N 21. − P. 4993–4995.
6. Vasilevskiy, D. Hot extruded (Bi,Sb)₂(Te,Se)₃ alloys for advanced thermoelectric modules / D. Vasilevskiy, N. Kukhar, S. Turenne, R. A. Masut // Proc. 5^th Europ. Conf. on Thermoelectrics. − Odessa (Ukraine), 2007.
7. Гочуа, К. В. Изучение закономерностей формирования и влияния структуры на свойства термоэлектрических материалов на основе халькогенидов Bi и Sb, полученных методом вертикальной направленной кристаллизации / К. В. Гочуа // Изв. вузов. Материалы электронной техники. − 2011. − № 4. − С. 56—61.
8. Бублик, В. Т. Методы исследования структуры полупроводников и металлов / В. Т. Бублик, А. Н. Дубровина. − М. : Металлургия, 1978. − 272 с.
9. Дудкин, Л. Д. К теории растворимости электроактивных примесей в полупроводниках / Л. Д. Дудкин, Р. О. Ерофеев, Э. Л. Нагаев // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. − 1967. − Т. 3, № 8. − С. 1375−1378.
10. Горелик, С. С. Рекристаллизация металлов и сплавов / С. С. Горелик. − М. : Металлургия, 1967. − 404 с.