Microcrystalline Bi0.5Sb1.5Te3-Based Materials Prepared by Various Methods

L. D. Ivanova; Иванова Л. Д.; Yu. V. Granatkina; Гранаткина Ю. В.; A. G. Mal’chev; Мальчев А. Г.; I. Yu. Nikhezina; Нихезина И. Ю.; M. I. Zaldastanishvili; Залдастанишвили М. И.; S. P. Krivoruchko; Криворучко С. П.; O. N. D’yakonov; Дьяконов О. Н.; R. A. Karima; Карима Р. А.

doi:10.31857/S0002337X23020070

Материалы на основе твердого раствора Bi_0.5Sb_1.5Te₃ с мелкокристаллической структурой, полученные различными методами

Авторы: Иванова Л.Д.¹, Гранаткина Ю.В.¹, Мальчев А.Г.¹, Нихезина И.Ю.¹, Залдастанишвили М.И.², Криворучко С.П.², Дьяконов О.Н.², Карима Р.А.²
Учреждения:
1. Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук
2. Сухумский физико-технический институт Академии наук Абхазии
Выпуск: Том 59, № 2 (2023)
Страницы: 119-127
Раздел: Статьи
URL: https://manmiljournal.ru/0002-337X/article/view/668334
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23020070
EDN: https://elibrary.ru/YDIIKN
ID: 668334

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Исследованы свойства образцов твердого раствора Bi_0.5Sb_1.5Te₃ р-типа проводимости, полученных горячим прессованием, экструзией и искровым плазменным спеканием порошков, приготовленных спиннингованием расплава и измельчением слитка в вихревой мельнице до частиц порядка сотен микрон и частиц меньше сотен нанометров (механоактивацией). Порошки и сколы образцов изучены на оптическом и растровом электронном микроскопах. Порошки, полученные спиннингованием расплава при оборотах диска 3000 и 5500 об./мин, имели форму пластин толщиной в десятки микрон, состоящих из фрагментов толщиной от единиц до сотен нанометров. Микроструктурный анализ показал присутствие во всех образцах небольшого количества теллура, что подтверждено и результатами микрорентгеноспектрального анализа. Измерены термоэлектрические параметры: коэффициент Зеебека, удельная электропроводность и теплопроводность при комнатной температуре и в интервале 100–700 К. Рассчитаны решеточная составляющая теплопроводности и коэффициент термоэлектрической добротности ZТ. Максимальное значение ZT = 1.0 ± 0.1 при 380 К достигнуто для образцов, полученных искровым плазменным спеканием и горячим прессованием порошков, приготовленных спиннингованием расплава и механоактивацией соответственно.

Ключевые слова

спиннингование расплава, механоактивация, горячее прессование, искровое плазменное спекание, экструзия, микроструктура, термоэлектрические свойства

Список литературы

Анатычук Л.И., Семенюк В.А. Оптимальное управление свойствами термоэлектрических материалов и приборов. Черновцы: ПРУТ, 1992. 263 с.
Гольцман Б.М., Кудинов В.А., Смирнов И.А. Полупроводниковые термоэлектрические материалы на основе Bi2Te3. М: Наука, 1972. 320 с.
Hicks L.D., Dresselhaus M.S. Effect of Quantum-well Structures on Thermoelectric Figure of Merit // Phys. Rev. 1993. V. 47. № 19. P. 12727. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.47.12727
Дмитриев А.В., Звягин И.П. Современные тенденции развития физики термоэлектрических материалов // Успехи физ. наук. 2010. Т. 180. № 8. С. 821–838.
Dresselhaus M.S., Chen G., Tang M.Y., Yang R., Lee H., Wang D., Ren Z.F., Fleurial J.P., Gogna P.K. New Directions for Low-Dimensional Thermoelectric Materials // Adv. Mater. 2007. V. 19. № 8. P. 1043–1053. https://doi.org/10.1002/adma.200600527
Snyder J.G., Toberer E.S. Complex Thermoelectric Materials // Nat. Mater. 2008. V. 7. P. 105–114. https://doi.org/10.1038/nmat2090
Goldsmid H.J. Recent Studies of Bismuth Telluride and Its Alloys // J. Appl. Phys. 1961. V. 32. № 1. P. 2198–2202.
Абрикосов Н.Х., Банкина В.Ф., Коломоец Л.А. и др. Отклонение твердого раствора от стехиометрического разреза Bi2Te3–Sb2Te3 в области состава Bi0.5Sb1.5Te3 // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1977. Т. 13. № 5. С. 827–829.
Иванова Л.Д., Гранаткина Ю.В., Мальчев А.Г., Нихезина И.Ю., Емельянов М.В., Никулин Д.С. Термоэлектрические и механические свойства твердых растворов Sb2Te3–Bi2Te3, легированных свинцом // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 3. С. 247–252. https://doi.org/10.31857/S0002337X2003005
Иванова Л.Д., Гранаткина Ю.В., Мальчев А.Г., Нихезина И.Ю., Никулин Д.С., Криворучко С.П., Залдастанишвили М.И., Судак Н.М. Использование новых технологий для получения наноматериалов твердых растворов халькогенидов висмута и сурьмы быстрой кристаллизацией расплава // Перспективные технологии и материалы. Севастополь: Севастопольский гос. ун-т, 2020. С. 70–74.
Иванова Л.Д., Гранаткина Ю.В., Нихезина И.Ю., Мальчев А.Г., Векуа Т.С., Криворучко С.П., Залдастанишвили М.И. Термоэлектрические свойства теллурида германия с мелкозеренной структурой // Перспективные материалы. 2020. № 11. С. 15–25. https://doi.org/10.30791/1028-978X-2020-11-15-25
Равич Ю.И., Ефимова Б.А., Смирнов И.А. Методы исследования полупроводников в применении к халькогенидам свинца. М.: Наука, 1968. 384 с.
Сабо Е. Технология халькогенидных термоэлементов (физические основы). Сухум. 1999. 310 с.