Исследование теплофизических свойств термоэлектриков на основе твердых растворов Mg2(Si-Sn), полученных механо-активационным методом

• Автор: Бочков, Леонид Викторович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Введение

Глава I Обзор литературы

1.1 Теплофизические свойства соединений М£2В|У

1.2 Электрофизические свойства соединений Д<%2ВГУ

1.3 Кинетические эффекты в соединениях М§2В1У

1.4 Твердые растворы между соединениями 1у^281, ]У^2Се и Mg2Sn

1.5 Теплопроводность твердых растворов М§28п1.хОех, М§2811.хОех

и М§28р.х8пх

1.6 Явления переноса в твердых растворах М£28П[.хОех, М§2811_хОех и 1У^28и_х8пх

1.7 Твердые растворы М£28р_х8пх/?- и «-типа

1.8 Основные методы получения твердых растворов М§28р.х8пх

1.9Влияние наноструктурирования на теплофизические свойства
термоэлектриков
1.10 Выводы и постановка задачи
Глава II Термодинамика процессов синтеза материалов на основе 1У^2(8Г8п) механо-активационным методом
2.1 Физические механизмы механо-химического сплавления
2.2 Применение легкоплавкого компонента для интенсификации механо-активационного взаимодействия в шаровой планетарной мельнице
2.3 Объединение возможностей методов механической активации и самораспространяющегося высокотемпературного синтеза
2.4 Применение метода механической активации для получения твердых растворов с расширенными границами существования
2.5 Расчет энтальпий смешения возникающих в процессе синтеза веществ..
2.6 Модель образования твердых растворов в процессе механической активации порошков Mg, 81 и 8п
Глава III Особенности синтеза термоэлектрика М§2(8Г5п) р-типа механо-активационным методом
3.1 Применение механо-активационного метода для легирования
твердых растворов на основе М§2(8ь8п)
3.2 Исходные материалы и аппаратура
3.3 Процессы теплопереноса в планетарной мельнице
3.4 Стадии процесса механо-активационного синтеза
3.5 Получение объемных материалов горячим прессованием порошков
3.6 Выводы
Глава IV Экспериментальные исследования теплофизических свойств
4.1 Измеряемые параметры и методы измерений
4.2 Метод отбора образцов
4.3 Аппаратура
4.4 Подготовка к измерению
4.5 Проведение измерения
4.6 Обработка результатов
4.7 Сравнение теплофизических свойств полученных различными
методами термоэлектриков р-типа с составом Mg2Sio.зSno.
Заключение
Список литературы
1. Введение
Население и промышленность получают основную часть энергии, преобразуя теплоту сжигаемого органического топлива или выделяемую в ходе цепной ядерной реакции распада изотопов урана и плутония теплоту в механическую, а затем в электрическую энергию.
После аварии на японской атомной станции Фукусима-1 в 2011г. отношение общества к атомной энергетике стало резко негативным. Правительство ФРГ в том же году приняло решение о поэтапном закрытии к 2022г. всех атомных станций страны. Удастся ли цивилизации полностью отказаться от применения атомной энергии, на сегодняшний день совершенно не ясно. В некоторых странах доля вырабатываемой атомными станциями энергии составляет более половины всего производства. В любом случае, стало понятно, что Чернобыль - не исключение из правил и атомную отрасль ждут системные преобразования.
Подобный всплеск внимания общества к экологическим угрозам возник после обнаружения в 1985г. озоновой дыры над Антарктикой. Как оказалось, равновесие в образовании и разрушении озона в стратосфере сместилось в сторону разрушения. Это произошло в результате выбросов человеком галогенов в атмосферу. Решением этой экологической проблемы стала замена озоноразрушающих веществ их безопасными аналогами, что отражено во вступившем в 1989г. в силу Монреальском протоколе. Его требования по защите озонового слоя до настоящего в основном выполнялись, что дало положительный результат: разрушение озонового слоя удалось остановить, хотя его
восстановление займет еще несколько десятилетий.
Во второй половине XX века из статистики по изменению климата стало видно, что средняя температура по планете со времен начала наблюдений, что примерно совпадает с началом промышленной революции (середина XVIII века), растет угрожающими темпами. Временная зависимость глобальной температуры по времени с начала нашей эры напоминает “хоккейную клюшку”, загнутую

Глава II Термодинамика процессов синтеза материалов на основе М§2(8ь8п) механо-активационным методом
2.1 Физические механизмы механо-химического сплавления
Существует большое количество работ, посвященных механическому сплавлению при пластической деформации. Во всех них авторы пытаются объяснить повышенную скорость взаимной диффузии элементов при механо-активационном синтезе.
В работах [79, 80] такой процесс синтеза в мельницах-аттриторах моделировался как последовательность осуществляющихся многократно процессов холодной сварки при пластической и хрупкой деформации. По мнению авторов, при соприкосновении шара с частицей вещества возникает расплющивание, т.е отношение поверхности частицы к её объёму возрастает и, соответственно, поверхность пленок, покрывающих частицу, разрывается во многих местах. Частицы материала контактируют друг с другом в местах разрывов пленок атомно-чистыми плоскостями. Через границу контакта идет процесс взаимной диффузии. При дальнейшем дроблении расплющенные частицы наслаиваются друг на друга и образуется так называемый слоистый композит. Слои композита со временем процесса становятся тоньше, площадь контакта атомно-чистыми плоскостями растёт и, следовательно, массоперенос по механизму взаимной диффузии также интенсифицируется. Этапы формирования слоистого композита представлено на рис.23. Данная модель объясняет достаточно быстрое образование гомогенной фазы тем, что в процессе учитывается только диффузия, а механизм образования зародышей отсутствует. Результатом процессов холодного сваривания является достаточно гомогенный твердый раствор или аморфная фаза.