Структурные изменения в поликристаллических термоэлектрических твердых растворах халькогенидов Bi и Sb в зависимости от условиях их получения и обработки

• Автор: Табачкова, Наталия Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ГЛАВА I. Аналитический обзор литературы

* 1.1. Структура и физико - химические свойства В12Те3, В128ез и 8Ь2Тез и твердых

растворов на их основе

1.2. Диаграммы состояния

1.2.1. Диаграмма состояния системы Вз-Те

1.2.2. Диаграмма состояния системы ВЬТез - В128ез

1.2.3. Диаграмма состояния системы вЬ - Те

1.2.4. Диаграмма состояния В12Тез - 8Ь2Те3

1.2.5. Диаграмма состояния В1-8Ь - Те

1.3. Анизотропия роста твердых растворов В12Тез - В128е3 и В12Тез - 8ЬгТе3

1.4. Методы получения термоэлектрических материалов на основе тройных твердых растворов В^Тез-хве* и В1х ЗЪг-хТез
1.4.1. Получение поликристаллических материалов ТЭМ методами кристаллизации из расплава
9 1.4.2. Получение термоэлектрического материала методом прессования порошка
1.4.3. Метод экструзии
1.5. Механохимия
1.6. Легирование
1.6.1. Изовалентное замещение
1.6.2. Гетеровалентное замещение
1.6.3. Эффективные электроактивные примеси, используемые для создания оптимальной концентрации носителй заряда
1.7. Способы нанесения металлических покрытий
1.7.1. Свойства покрытий №, полученных методом химического осаждения
1.7.2. Особенности процесса химического никелирования
1.7.3. Электролитический метод нанесения покрытий
1.7.4. Электролиты никелирования
1.8. Проблемы коммутации на границе твердых растворов полупроводников и
контактных материалов
ГЛАВА II. Методика эксперимента
2.1. Объекты исследования

2.2. Подготовка поверхности исследуемых образцов
2.3. Рентгенодифракционный анализ структуры, фазового состава, параметра и тестуры крупнозернистых текстурованных объектов
2.4. "Прицельная" дифрактометрия для оценки неоднородности состава твердого раствора по изменению параметра кристаллической решетки вдоль фронта кристаллизации
2.5. Метод построения прямых полюсных фигур (ППФ)
2.6. Метод построения обратных полюсных фигур (ОПФ)
2.7. Построение стандартных стереографических проекций для гексагональной кристаллической решетки
2.8. Методика определения уширения дифракционных максимумов
2.9. Построение "диаграмм анизотропии" (элипсоидов вращения) для оценки анизотропии электрофизических параметров
2.10. Зондовый метод определения элементного состава
2.11. Химическое осаждение никеля
2.12. Определение толщины никель - фосфорного покрытия
2.13. Подготовка поверхности полупроводника перед электролизом
2.14. Электролитическое осаждение никеля
2.15. Определение адгезии
ГЛАВА III. Выявление влияния технологических параметров на структуру поликристаллических слитков ТЭМ большого диаметра
3.1. Влияние технологических условий роста слитков ТЭМ диаметром 30 мм на
их структуру и уровень термоэлектрических свойств
3.2. Исследование однородности слитков
3.3. Анализ анизотропии свойств твердого раствора ВзаТегдЗеод
3.4. Выводы к главе III
ГЛАВА IV. Физико-химические явления на границе раздела кристаллов твердых 80 растворов В12Тез_х8ех и В1х8Ь2-хТез с контактным материалом

4.1. Нарушенный слой на поверхности ветвей термоэлементов
4.2. Создание антидиффузионного барьера методом химического никелирования.
4.3. Метод электролитического никелирования
4.4. Выводы к главе IV

ГЛАВА V. Влияние размеров частиц исходного порошка и режимов отжига на
термоэлектрические свойства экструдированных образцов твердого раствора
ВігТегдЗеоз
5.1. Влияние частиц исходного порошка на текстуру, донорный эффект и термоэлектрические свойства экструдированных образцов
5.2. Физическая модель, объясняющая донорный эффект при экструзии ТЭМ
5.3. Отжиг экструдированного материала
5.4. Выводы к главе V
ГЛАВА VI. Исследование возможности получения аморфного, сильнолегирован
ного ТЭМ методом механохимии на основе твердого раствора Віо.зЗЬі^Тез
6.1. Влияние легирования Ъл. на изменение фазового состава и степень
деформации твердого раствора Віо^БЬ^Тез
6.2. Влияние легирования 1п на изменение фазового состава и степень
деформации твердого раствора Ві0,58Ьі,5Тез
6.3. Влияние легирования йе на изменение параметров кристаллической решетки
и степень деформации твердого раствора ВідевЬі/Гез
6.4. Влияние легирования Сс1 на изменение фазового состава и степень
деформации твердого раствора Віо^ЬіДез
6.5. Выводы к главе VI
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Рис. 1.1. Схематическое устройство установки вертикальной направленной кристаллизации (1-теплоизоляция; 2-кварцевый реактор; 3-нагреватели; 4-тигель с загрузкой; 5-графитовый стержень).
Синтез и выращивание кристалла проводилось отдельно. Шихта, взятая в соотношении, пригодном для получения нужного состава тройного твердого раствора вместе с лигатурой (легирование С1 осуществляли добавляя Вц^епСЗД, помещалась в кварцевую ампулу требуемого диаметра, из которой откачивался воздух до 10"4 - 10'5 мм. рт. ст. Предварительно ампула изнутри покрывалась аморфным пиролитическим углеродом во избежание прилипания слитка к стенкам ампулы. После чего шихту подвергали синтезу в качающейся печи с целью лучшего перемешивания расплава при температуре, выше температуры плавления примерно на 50 градусов.
Во второй части работы исследовали полученные методом экструзии калиброванные стержни термоэлектрического материала квадратного сечения 5x5 мм2 на основе тройного твердого раствора Шг’ГегтЯсоу Технология получения включает в себя следующие этапы: синтез тройного твердого раствора п-типа 812X62,7860,3, дробление с измельчением слитка ТЭМ, просеивание через набор сит для получения порошков с размером частиц 50мкм, 150-200 мкм и 200-400 мкм, приготовление прессованной заготовки и сам процесс экструзии с последующим стабилизирующим отжигом экструдированных образцов.