Разработка технологии изготовления материалов состава Bi2SexTe1-x и исследование термоэлектрических микромодулей на их основе

• Автор: Ландышев, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 153 с. : ил.

Введение.
Глава I. Концентрационные неоднородности в термоэлектрических сплавах и ветвях термоэлектрических модулей.

1.1 Структура и фазовые равновесия в сплавах ВТеБе.

1.2. Структура и фазовые равновесия в сплавах Бве.

1.3. Влияние концентрационных и структурных неоднородностей на

электрофизические свойства сплавов

1.4 Явления на контактах ветвей термоэлектрических модулей и их

долговечность в процессе эксплуатации.

Глава 2. Техника и методика экспериментальных исследований

2.2 Физические основы рентгеноспектрального микроанализа анализа полупроводниковых сплавов.

2.3. Приготовление образцов и стандартов для исследования.

2.4. Возможности растровой электронной микроскопии и рентгеновского микроанализа при исследовании термоэлектрических сплавов и блоков
2.5. Исследование концентрационных неоднородностей сплавов
2.6. Исследование контактных соединений в термоэлектрических блоках
2.7. Изучения влияния твердофазного взаимодействия на контактах на
электрические свойства микромодульных блоков
Глава 3. Исследование концентрационных неоднородностей в сплавах i.6.
3.2. Результаты исследований концентрационных неоднородностей в сплавах кремнийгерманий
3.3. Обсуждение результатов экспериментальных исследований
3.4. Расчет влияния концентрационной неоднородности материала кремнийгерманий
Глава 4 Разработка технологии изготовления материалов микромодульных термоэлектрических блоков на основе Вь 8е0.з Те2.7 и В 8е0.бТе
4.2 Результаты электроннозондовых исследований сплавов
4.3 Результаты измерений электрофизических свойств сплавов.
Глава 5 Исследование термоэлектрического блока изготовленного на основе материалов В8ехТе1.х
5.1. Конструктивные особенности термоэлектрических блоков
5.2. Результаты электроннозондовых исследований и измерений электрофизических свойств микромодульных термоэлектрических блоков.
5.3. Обсуждение результатов и оценка долговечности работы микромодульного блока
6. Заключение
Приложение 1.
Приложение 2.
7Литсратура
Введение


Показано что основной причиной отказа микромодульного блока являются процессы физикохимического взаимодействия на контактах с образованием соединений В1х8Ь. Те и В1хТе. Разработана методика комплексной оценки качества изготовленных микромодульных термоэлектрических преобразователей с использованием результатов электроннозондовых исследований. Результаты работы докладывались на заседании кафедры Электротехники и электроники Донского Государственного технического университета, на конференции ПЭМ , г Таганрог г. IX Международная конференция Опто, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы гУльяновск г. Международная конференция Физико химические процессы в неорганических материалахг. Кемерово г. Методика количественного электроннозондового анализа сплавов па основе соединений i, i, , . Проанализированы основные поправочные функции, применяемые при количественном анализе. Показано, что вклад эффектов поглощения в ошибку определения содержания не будет превышать 2 5 при значениях функции поглощения 0,0,, и относительном отклонении коэффициентов поглощения образца и эталона в диапазоне 0,,1 соответственно, схема для проведения исследований микромодульных термоэлектрических блоков i i в камере электронного микроскопа. Предложена, методика применения разработанной техники для исследования механизма отказа в термоэлектрических блоках. Для сплавов i. Проведен расчет проводимости сплавов кремнийгерманий с учетом его неоднородности. Определено, что рос однородности сопровождается уменьшением электропроводности, что обусловлено влиянием объемной проводимости структурных составляющих. Установлено влияние технологии изготовления полупроводниковых сплавов В2 8со6Те2. В2 8е0з Те на их термоэлектрические свойства и концентрационную неоднородность сплавов. Показано, что наиболее более высокую степень однородности обеспечивает высокоскоростная закалка из жидкого состояния с последующим прессованием и отжигом при 0С. Установлено существование корреляции между концентрационной неоднородностью и электрофизическими свойствами. Построены законы распределения компонентов сплавов на основе, которых выполнены оценки электропроводности и термоэдс. Определено, что при термообработке происходит реакционная диффузия висмута в термоэлектрические сплавы с образованием соединений на основе теллуридов висмута, сурьмы и теллура. Установлено, что причиной роста электрического сопротивления контакта является истощения перемычки висмута с последующим отслоением сформировавшейся реакционной зоны от термоэлектрических сплавов. На основании полученных данных предложены эмпирические зависимости времени стабильной работы от температуры горячено спая. Разработана методика оценки долговечности микромодульных блоков с использованием результатов электроннозондовых исследований. Внедрение результатов работы. Работа включает введение, пять глав, выводы и список литературы. Во введении формулируется цели и постановка задачи диссертационной работы. Первая глава представляет обзор литературных данных по фазовым равновесиям в сплавах, технологии их получения и процессам, имеющим место на контактах термоэлектрических и коммутационных материалов. Во второй главе рассматривается техника и методика электроннозондовых исследований , третья, четвертая главы содержат результаты исследований концентрационных неоднородностей в материалах состава i,2, i. Вео,6Те2ь и изучению их термоэлектрических свойств . В пятой приводятся данные исследования микромодульпых те р м оэ л е ктр и ч с С К И X б л о к о в. Работа выполнена на экспериментальной базе Донского Государственного Технического университета, электроинозондовые исследования проводились в Физикотехническом институте г. Сухум, там же были отобраны образцы для исследования. Кроме того они были предоставлены Корпорации НПО Риф ООО Фотон г. Воронеж. Диссертант выражает благодарность научному руководителю доктору физмат наук профессору Лаврентьеву за руководство при выполнении работы, кандидату технических наук Ландышеву за помощь в проведении электроннозондовых исследований, главному технологу Корпорации НПО Риф ООО Фотон Кичику С.