Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 18

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
One of the ways to decrease thermal conductivity is nano structurization. Cobalt triantimonide (CoSb3) samples with added indium or tellurium were prepared by the direct fusion technique from high purity elements. Ingots were pulverized and re-compacted to form electrodes. Then, the pulsed plasma in liquid (PPL) method was applied. All materials were consolidated using rapid spark plasma sintering (SPS). For the analysis, methods such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and scanning transmission electron microscopy (STEM) with a laser flash apparatus (LFA) were used. For density measurement, the Archimedes’ method was used. Electrical conductivity was measured using a standard four-wire method. The Seebeck coefficient was calculated to form measured Seebeck voltage in the sample placed in a temperature gradient. The preparation method allowed for obtaining CoSb3 nanomaterial with significantly lower thermal conductivity (10 Wm–1K–1 for pure CoSb3 and 3 Wm–1K–1 for the nanostructured sample in room temperature (RT)). The size of crystallites (from SEM observations) in the powders prepared was about 20 nm, joined into larger agglomerates. The Seebeck coefficient, α, was about –200μVK–1 in the case of both dopants, In and Te, in microsized material and about −400 μK−1 for the nanomaterial at RT. For pure CoSb3 , α was about 150 μVK−1 and it stood at −50 μVK−1 for nanomaterial at RT. In bulk nanomaterial samples, due to a decrease in electrical conductivity and inversion of the Seebeck coefficient, there was no increase in ZT values and the ZT for the nanosized material was below 0.02 in the measured temperature range, while for microsized In-doped sample it reached maximum ZT = 0.7 in (600K).
EN
Antimony telluride (Sb2 Te3 ) is an intermetallic compound crystallizing in a hexagonal lattice with R-3m space group. It creates a c lose packed structure of an ABCABC type. As intrinsic semiconductor characterized by excellent electrical properties, Sb2 Te3 is widely used as a low-temperature thermoelectric material. At the same time, due to unusual properties (strictly connected with the structure), antimony telluride exhibits nonlinear optical properties, including saturable absorption. Nanostructurization, elemental doping and possibilities of synthesis Sb2 Te3 in various forms (polycrystalline, single crystal or thin film) are the most promising methods for improving thermoelectric properties of Sb2Te3.Applications of Sb2 Te3 in optical devices (e.g. nonlinear modulator, in particular saturable absorbers for ultrafast lasers) are also interesting. The antimony telluride in form of bulk polycrystals and layers for thermoelectric and optoelectronic applications respectively were used. For optical applications thin layers of the material were formed and studied. Synthesis and structural characterization of Sb2 Te3 were also presented here. The anisotropy (packed structure) and its influence on thermoelectric properties have been performed. Furthermore, preparation and characterization of Sb2 Te3 thin films for optical uses have been also made.
4
Content available remote Morfologia złączy kompozytów Al/Al2O3 zgrzewanych tarciowo ze stopem Al 44200
PL
W pracy przedstawiono wyniki spajania stopu EN-AC-44200 z materiałami kompozytowymi Al/Al2O3 z wykorzystaniem techniki zgrzewania tarciowego. Zastosowane materiały kompozytowe wytwarzano techniką ciśnieniowej infiltracji SC (ang. squeeze casting) oraz metodą iskrowego spiekania plazmowego SPS (ang. Spark Plasma Sintering). Zawierały one 20 oraz 30% objętościowego udziału fazy wzmacniającej – tlenku glinu, w różnej postaci. W przypadku kompozytów SC wzmocnienie stanowiły cząstki Al2O3 (α-form) o wielkości 3-6 μm, zaś dla kompozytów SPS był to elektrokorund gruboziarnisty o uziarnieniu 180 μm. W pracy przedstawiono optymalne parametry procesu zgrzewania tarciowego dla poszczególnych materiałów kompozytowych, opracowane przez autorów na podstawie analizy zmian mikrostruktury i twardości materiałów w obszarze spajania. Przeprowadzone badania miały na celu ocenę morfologii oraz jakości połączenia pomiędzy stopem 44200 a kompozytami Al/Al2O3 w zależności od rodzaju wzmocnienia oraz techniki wytwarzania kompozytów Al/Al2O3
EN
The paper presents results of bonding EN AC-44200 alloy with a different composite materials by friction welding technique. Materials used in the study, were processed using two techniques: squeeze casting (SC) and spark plasma sintering (SPS). It contained a 20% and 30% volume reinforced fraction of different forms of Al2O3. This paper presents the developed friction welding conditions of two different composite materials, and the analysis of microstructure and microhardness for obtained joints. All of studies were performed to determine the morphology and the quality of the connection between the 44200 alloy and Al/Al2O3 composites.
5
Content available Kompozyt Al2O3-ZrO2 wzmocniony płatkami grafenowymi
PL
W pracy zbadano wpływ płatków grafenowych na właściwości mechaniczne kompozytu o zawartości wagowej 20% Al2O3 - 80% ZrO2 (stab. 3% mol. Y2O3). Do otrzymania próbek użyto handlowy proszek ceramiczny firmy Tosoh, tlenek grafenu (GO) otrzymany w ITME oraz grafen firmy SkySpring Nanomaterials Inc. (GN). Kompozyty otrzymano na bazie wodnych (GO) i alkoholowych (GN) mieszanin obu składników, które po wysuszeniu spiekano w piecu Astro pod jednoosiowym ciśnieniem i metodą SPS. Wykonano kompozyty o zawartości wagowej: 0; 0,1; 0,2; 0,5; 1 i 3% GO oraz 0,1% GN. Spektroskopia Ramana wykazała obecność grafenu. Stwierdzono, że w funkcji zawartości GO oraz GN: odporność na pękanie ma maksimum dla zawartości 0,1% GO i GN, wytrzymałość maleje, moduł Younga oraz twardość Vickersa utrzymują się stałe do zawartości 0,5% GO, a następnie maleją.
EN
This research addresses the effect of graphene flakes on the mechanical properties of the composite containing 20 wt. % Al2O3 and 80 wt. % ZrO2 (stab. 3 mol. % Y2O3). The samples were made from a commercial ceramic powder produced by Tosoh, graphene oxide (GO) from ITME and graphene purchased from Skyspring Nanomaterials Inc. (GN). The obtained composites based on an aqueous (GO) and alcohol (GN) mixtures of both components were first dried and then sintered under an uniaxial pressure in an Astro furnace and in a SPS machine. The composites weight content equaled to: 0; 0.1; 0.2; 0.5; 1 and 3% of GO and 0.1% GN. Raman spectroscopy revealed the presence of graphene. It was found that as a function of the GO and GN content, the fracture toughness has a maximum for 0.1% GO and GN, the strength decreases, the Young's modulus and Vickers hardness remain constant up to 0.5% GO, and then decrease.
PL
W pracy badano wpływ płatków grafenowych oraz temperatury (w zakresie od 20 °C do 800 °C) na właściwości mechaniczne kompozytu Y2O3-grafen w funkcji zawartości tlenku grafenu (GO) w kompozycie. Do otrzymania próbek użyto handlowego nanometrycznego proszku Y2O3 o czystości 99,99% i płatków tlenku grafenu (GO) otrzymanych w ITME. Kompozyty otrzymano na bazie wodnej mieszaniny obu składników, którą po wysuszeniu spiekano pod jednoosiowym ciśnieniem (metoda HP) i metodą SPS. Wykonano kompozyty o zawartości wagowej GO 1% i 3%. Spektroskopia Ramana potwierdziła obecność zredukowanego tlenku grafenu (RGO) w otrzymanych kompozytach. Stwierdzono, że w funkcji zawartości GO wzrasta wytrzymałość na zginanie σc dla próbek spiekanych metodą HP o ok. 21% i 28% metodą SPS. Z kolei odporność na pękanie KIc malała w funkcji zawartości GO dla próbek spiekanych metodą HP, ale za to rosła dla próbek spiekanych metodą SPS o ok. 78%. W funkcji temperatury σc rosło o 15% (dla 800 °C) w przypadku Y2O3 spiekanego metodą HP i nie zmieniało się dla kompozytów z GO. Z kolei dla próbek spiekanych metodą SPS σc nie zmieniało się dla Y2O3 , wzrosło o ok. 8% dla 1% GO i o 19% dla 3% GO. KIc malało w funkcji temperatury dla Y2O3 spiekanego metodą HP, ale za to rosło dla kompozytów zawierających 1% i 3% GO odpowiednio o 39% i 73%. W przypadku tworzyw spiekanych metodą SPS KIc wzrosło w funkcji temperatury o ok. 88% dla Y2O3, o 20% dla 1% GO i o 26% dla 3% GO. Mechanizm wzmacniania przez płatki GO polegał na skręcaniu płaszczyzny pękania i blokowaniu jego propagacji.
EN
The influence of graphene flakes and temperature (in the range of 20 °C to 800 °C) on mechanical properties of Y2O3-graphene composites was studied. In order to obtain samples the commercial nano-sized Y2O3 powder with a purity of 99.99% and GO flakes obtained in ITME were used. The composites were manufactured basing on an aqueous mixture of both components, which was dried and sintered using HP and SPS methods. The composites contained 1% and 3% by weight of graphite oxide (GO). Raman spectroscopy confirmed the presence of reduced graphene oxide (RGO) in the resulting composites. It was found that as a function of the GO content the bending strength σc increased by approx. 21% and 28% for composites sintered using HP and SPS, respectively. In turn, the KIc fracture toughness decreased as a function of the GO content in the HP sintered samples, but it increased by approx. 78% for the samples sintered using SPS. In case of the HP sintered samples, σc increased by 15% at 800 °C for Y2O3, but did not change for the composites with GO. On the other hand, for the SPS sintered samples, σc did not change for Y2O3, but it increased by approx. 8% and 19% for the composites with 1% and 3% GO additive, respectively. KIC decreased as a function of temperature for the Y2O3 sintered by HP, but it increased by 39% and 73% for the composites with 1% and 3% GO additive, respectively. In case of the SPS sintered ceramics KIC increased at 800 °C by approx. 88% for Y2O3, 20% and 26% for 1% and 3% GO additive. The mechanism of toughening by RGO flakes consisted of twisting the plane of fracture and blocking of crack propagation.
PL
W pracy badano wpływ płatków grafenowych na właściwości mechaniczne kompozytu Y2O3 – grafen w funkcji sposobu przygotowania zawiesin tlenku grafenu GO oraz jego zawartości w kompozycie. Do otrzymania próbek użyto handlowy nanometryczny proszek Y2O3 o czystości 99,99% i GO otrzymany w ITME. Kompozyty otrzymano na bazie wodnej mieszaniny obu składników, którą spiekano po wysuszeniu w piecu Astro pod jednoosiowym ciśnieniem i metodą SPS. Wykonano kompozyty o zawartości wagowej GO 1 i 3%. Spektroskopia Ramana potwierdziła obecność zredukowanego tlenku grafenu w otrzymanych kompozytach. Poza pojedynczymi przypadkami sposób przygotowania zawiesin GO nie miał wpływu na wartości mierzonych właściwości mechanicznych. Stwierdzono, że w funkcji zawartości GO dla próbek spiekanych w piecu Astro twardość oraz moduł Younga nieznacznie maleją, wytrzymałość na zginanie rośnie maksymalnie o ok. 30% dla 3% GO. Odporność na pękanie mierzona na belkach z karbem nieznacznie maleje w funkcji zawartości GO, ale za to rośnie odporność na pękanie mierzona metodą Vickersa (o ok. 50%). Odporność na pękanie próbek spiekanych metodą SPS rośnie maksymalnie ok. 80% (dla obu metod pomiaru). Zaobserwowany na zdjęciach pęknięć Vickersa mechanizm wzmacniania przez płatki GO, polegał na skręcaniu płaszczyzny pękania i blokowaniu jego propagacji.
EN
The influence of graphene flakes on the mechanical properties of Y2O3 – graphene composite as a function of the preparation method of the suspensions of graphene oxide GO and its content was studied. To obtain samples, a commercial nano-sized Y2O3 powder with a purity of 99.99% and GO fabricated at ITME were used. The composites were based on an aqueous mixture of both components. They were sintered after drying under uniaxial pressure in an Astro furnace and an SPS machine. The GO weight content in the case of these composites was 1 and 3%. Raman spectroscopy confirmed the presence of reduced graphene oxide in the resultant composites. Besides isolated cases,the preparation of the GO suspensions did not affect the measured mechanical properties. It was found that for the samples sintered in the Astro furnace both hardness and Young's modulus as function of the GO content were slightly reduced, whereas the bending strength increased to approx. 30% for 3% GO. In addition, the fracture toughness measured at the notched beams decreased slightly as a function of the GO content but grew (about 50%) for the fracture toughness measured by the Vickers method. The fracture toughness of the samples sintered in the SPS machine increased up to about 80% for both measurement methods. The mechanism of reinforcing the material with graphene flakes observed in the pictures of the Vickers cracks was based on crack deflection and crack blocking.
8
Content available Złącza elektryczne w modułach termoelektrycznych
PL
W artykule podjęto próbę przybliżenia zagadnień dotyczących złącz kontaktowych pomiędzy półprzewodnikowymi materiałami termoelektrycznymi, a elektrodami metalicznymi. Materiały termoelektryczne można wykorzystać do konstrukcji modułów termoelektrycznych, które z kolei zastosowane w generatorach termoelektrycznych TEG mogą przetwarzać energię cieplną bezpośrednio na energię elektryczną. Sprawność urządzeń wykorzystujących zjawiska termoelektryczne zależy zasadniczo od fizykochemicznych właściwości materiałów termoelektrycznych. Jednak jak wynika z prowadzonych od wielu lat badań, niewiele mniej istotny wpływ na sprawność modułów ma jakość wykonanych złącz elektrycznych. W trakcie projektowania urządzeń bazujących na materiałach termoelektrycznych, ważne jest także zwrócenie uwagi na dobór odpowiednich barier ochronnych hamujących procesy dyfuzji na granicy złącz oraz metod badawczych, w celu określenia jakości złącz metal/półprzewodnik. Poszczególne części artykułu przedstawiają opisy kryterium oceny jakości, metod wytwarzania oraz ochrony złącz. Osobna część artykułu w całości dotyczy zjawisk zachodzących na granicy złącz pracujących w wysokich temperaturach oraz ich rozwiązań opracowywanych w różnych ośrodkach badawczych. W artykule poza przybliżeniem zagadnień dotyczących zasad działania oraz idei konstrukcji modułu termoelektrycznego, zwrócono także uwagę na takie kluczowe aspekty, które związane są bezpośrednio z łączeniem, charakteryzacją, oraz ochroną materiałów termoelektrycznych.
EN
This paper attempts to give an overview of junctions between thermoelectric semiconductor materials and metal electrodes. Thermoelectric materials TM can be used for the construction of thermoelectric modules, which are in turn applied in thermoelectric generators TEG for conversion of thermal energy directly into electric energy. The efficiency of devices based on thermoelectric effects depends essentially on the physicochemical properties of thermoelectric materials. After many years of research, it can be concluded that the impact of the quality of electrical junctions on the efficiency of modules is only slightly less profound. For devices based on thermoelectric materials, it is also important to pay attention to the choice of both appropriate protective barriers inhibiting diffusion processes on the junction border and test methods in order to enable the determination of the quality of the metal/TM junctions. Different parts of the paper are devoted to the assessment criteria of the quality of the junctions as well as their manufacture and protection. A separate part of the article is focused on phenomena taking place at the junctions working at high temperatures and solutions to relevant problems proposed by different research centers. Apart from providing a description of the principles of operation of the thermoelectric modules and the idea behind their design, the paper draws attention to such key aspects as the connection and characterization process as well as the protection of thermoelectric materials against degradation.
EN
The work presents experimental results of performance tests and theoretical calculations for the thermoelectric generator TEG fitted in the exhaust system of a 1.3 dm3 JTD engine. Benchmark studies were carried out to analyze the performance of the thermoelectric modules and total TEG efficiency. Additionally the investigation of combustion engine’s power drop casued by exhaust gases flow resistance is presented. The detailed studies were performed using a new prototype of the thermoelectric generator TEG equipped with 24 BiTe/SbTe modules with the total nominal power of 168 W. The prototypical device generates maximal power of 200 W for the exhaus gases mass flow rate of 170 kg·h–1 and temperature of 280°C. Power drop caused by the flow resistance of gases ranges between 15 and 35 mbar for mass flow rate 100–180 kg·h–1. We predict that the application of the new thermoelectric materials recently developed at AGH would increase the TEG power by up to 1 kW, would allow the increase of the powertrain system efficiency by about 5%, and a corresponding reduction of CO2 emission.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych i obliczeń teoretycznych dla generatora termoelektrycznego TEG zaimplementowanego w układzie wylotowym silnika 1,3 JTD. Badania przeprowadzono w celu analizy sprawności modułów termoelektrycznych oraz całkowitej sprawności generatora TEG. Dodatkowo w pracy zaprezentowano badania strat mocy silnika spowodowane oporem przepływu gazów wylotowych. Szczegółowe badania przeprowadzono przy użyciu nowego prototypu generatora termoelektrycznego TEG wyposażonego w 24 moduły BiTe/SbTe o łącznej mocy 168 W. Badany generator wytwarza moc maksymalną 200 W przy temperaturze 280°C i masowym natężeniu przepływu gazów wylotowych 170 kg·h–1. Wymiennik ciepła generatora TEG wywołuje opory przepływu gazów w zakresie 15–35 mbar dla natężeń przepływu 100–180 kg·h–1. Przewidywane jest również zastosowanie opracowanych na AGH nowych materiałów termoelektrycznych, które umożliwiłoby zwiększenie mocy generatora do 1 kW, podniesienie całkowitej sprawności układu napędowego o ok. 5% i odpowiednie zmniejszenie emisji CO2.
10
Content available remote Właściwości termoelektryczne Mg2Si otrzymywanego techniką SPS
PL
Przedmiotem pracy było otrzymanie jednofazowego polikrystalicznego Mg2Si na drodze bezpośredniej reakcji pomiędzy krzemem i magnezem przy zastosowaniu techniki SPS (ang. Spark Plasma Sintering). Zarówno synteza jak i zagęszczanie materiału odbywało się w matrycach grafitowych w aparaturze SPS. W celu określenia składu fazowego wytworzonych próbek przeprowadzono badania metodą dyfrakcji rentgenowskiej XRD. Mikrostrukturę materiałów oraz skład chemiczny analizowano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego SEM z przystawką do analizy składu chemicznego EDX. Jednorodność właściwości termoelektrycznych próbek została zbadana skaningową mikrosondą termoelektryczną (STM). Koncentrację nośników zmierzono metodą Halla. Dodatkowo zmierzono właściwości termoelektryczne próbek takie jak przewodnictwo elektryczne, współczynnik Seebecka oraz przewodnictwo cieplne w zakresie temperatur od 300-650 K. Otrzymane próbki Mg2Si charakteryzują się wysoką jednorodnością składu chemicznego i fazowego oraz właściwości termoelektrycznych.
EN
The object of this study was to obtain single-phase polycrystalline Mg2Si by a direct reaction between silicon and magnesium using the spark plasma sintering (SPS) technique. Both synthesis and densification of the material took place in graphite dies in an SPS apparatus. To determine the phase composition of the produced samples, X-ray diffraction investigations were performed. The microstructure and chemical composition of studied materials were analyzed using a scanning electron microscope (SEM) equipped with an EDX detector. Homogeneity of thermoelectric properties of the samples was investigated using a scanning thermoelectric microprobe (STM). The carrier concentration was measured by the Hall method. In addition, thermoelectric properties, i.e. electrical conductivity, Seebeck coefficient and thermal conductivity at the temperatures ranging from 300-650 K, were measured. The obtained samples of Mg2Si showed high homogeneity of both phase composition and thermoelectric properties.
PL
Przedmiotem pracy jest opracowanie złącz kontaktowych pomiędzy półprzewodnikowym materiałem termoelektrycznym CoSb3, a elektrodą miedzianą oraz dobór odpowiednich warstw ochronnych hamujących procesy dyfuzji na granicy złącz. Złącza CoSb3/Cu wytwarzane były techniką lutowania rezystancyjnego w atmosferze gazów ochronnych (90% Ar + 10% H2) z użyciem lutów Ag-Cu. Bariery dyfuzyjne (Ni, Mo, Cr80Si20) nanoszono metodą rozpylania magnetronowego na elementy wykonane z polikrystalicznego CoSb3. Mikrostrukturę oraz skład chemiczny złącz badano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM) z rentgenowskim analizatorem dyspersji energii EDX. Badania parametrów elektrycznych złącz kontaktowych takich jak rezystancja, charakterystyki prąd-napięcie, wykonano na specjalnie przygotowanym do tego celu stanowisku pomiarowym. Przeprowadzono pomiary współczynników rozszerzalności cieplnej materiału termoelektrycznego oraz lutowia.
EN
The goal of the present work was to develop the junctions between CoSb3 semiconducting thermoelectric material and a copper electrode,as well as the selection of appropriate protective layers, which inhibit diffusion processes at a junctions area. The CoSb3/Cu junctions were formed by resistance soldering technique in the protective atmosphere of 90% Ar + 10% H2, using Ag-Cu based solders. Diffusion layers (Ni, Mo, Cr80Si20) were prepared by magnetron sputtering technique and deposited on polycrystalline element made of CoSb3. The microstructural properties and chemical compositions of the junction area were analyzed by a scanning electron microscope (SEM) equipped with energy-dispersive X-ray analyzer (EDX). Measurements of electrical properties of the junctions such as resistance and current–voltage characteristics were performed on an apparatus designed especially for this purpose. Thermal expansion coefficients of the thermoelectric material and the solder were also characterized.
12
Content available remote Structural and thermoelectric properties of AgSbSe2-AgSbTe2 system
EN
Nine compounds with nominal composition AgSbSexTe2-x (x = 0.00, 0.25,...,2.00) were synthesized by the direct fusion technique. The thermal analysis and X-ray diffraction revealed that a partial substitution of Te by Se atoms leads to the stabilization of the cubic crystal structure of alloys. SEM observations of samples fracture showed changes from the Widmanstatten-type into glass-like microstructure for AgSbTe2 and AgSbSe2, respectively. The electrical conductivity, thermal conductivity and Seebeck coefficient were measured as a function of temperature in the range from 300 to 520 K. Electrical conductivity has semiconductor properties within the homogeneous region and semimetalic for the rest of samples. The thermal conductivity is very low as it is in the case of phonon glasses and increases only slightly with temperature. Samples in the homogeneous region have very high positive Seebeck coefficient of about 400-600 žV•K(-1) at RT which gives us the opportunity for optimal doping. The ZT parameter describing usefulness of thermoelectric materials, is about 0.65 for the undoped AgSbSe0.25Te1.75 sample at a temperature of 520 K.
PL
Wykorzystując technikę bezpośredniego topienia zsyntezowano dziewięć związków o nominalnych składach AgSbSexTe2-x (x = 0.00, 0.25,...,2.00). Analiza termiczna i dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego ujawniły częściowe podstawienie atomów Te przez atomy Se, prowadzące do stabilizacji regularnej struktury krystalograficznej stopów. Obserwacje SEM przełomów próbek pokazały zmianę ich mikrostruktury od typu Widmanstattena dla AgSbTe2 do mikrostruktury podobnej do materiału szklistego w przypadku AgSbSe2. Przewodność elektryczną, przewodność cieplną oraz współczynnik Seebecka zmierzono w funkcji temperatury w przedziale od 300 do 520 K. Przewodność elektryczna ma cechy półprzewodnikowe w obszarze jednorodnym i półmetaliczne w przypadku pozostałych próbek. Przewodność cieplna jest bardzo mała, jak w przypadku szkieł fononowych i zwiększa się tylko nieznacznie wraz z temperaturą. Próbki w obszarze jednorodnym mają bardzo duży dodatni współczynnik Seebecka o wartościach ok. 400-600 žV•K(-1) w temperaturze pokojowej, co daje możliwość optymalnego domieszkowania. Parametr ZT opisujący użyteczność materiałów termoelektrycznych ma wartość około 0.65 w przypadku niedomieszkowanej próbki AgSbSe(0,25)Te(1,75) sample at temperature of 520 K.
PL
Celem pracy było otrzymanie monokryształów związków AgSbSe2, Ag0,9Sb1,1Se2 oraz BiSbTe3 metodą Bridgmana. Materiały otrzymywano dwoma wariantami metody różniącymi się wytwarzanym gradientem temperatur w obszarze frontu krystalizacji. Obserwacje mikrostrukturalne oraz składu chemicznego przeprowadzono skaningowym mikroskopem elektronowym (SEM) z analizatorem dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego (EDS) oraz za pomocą emisyjnej spektroskopii atomowej (AES). Badania jednorodności właściwości termoelektrycznych przeprowadzono za pomocą mikrosondy Seebecka w temperaturze pokojowej. Stwierdzono, że współczynnik Seebecka dla materiału AgSbSe2 zmienia się monotonicznie w zakresie od 250 do 1000 μVK-1. Dla związku Ag0,9Sb1,1Se2 współczynnik Seebecka wynosi od -500 do -750 μVK-1. Monokryształy BiSbTe3 cechują się małymi zmianami wartości współczynnika Seebecka w przedziale od 200 do 280 μVK-1.
EN
The aim of this work was to prepare single crystals of AgSbSe2, Ag0,9Sb1,1Se2 and BiSbTe3 by the Bridgman method. Materials were prepared by means of two variants of this method, differing in temperature gradients in the area of the crystallization front. Microstructural and chemical analysis were done using Scanning Electron Microscope (SEM) with Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) and Atomic Emission Spectroscopy (AES). Analysis of homogeneity of thermoelectric properties was carried out using the Seebeck microprobe at room temperature. It was found that the Seebeck coefficient for AgSbSe2 changed monotonically in the range from 250 to 1000 μVK-1. For Ag0,9Sb1,1Se2, the Seebeck coefficient is in range from -500 to -750 μVK-1. Single crystals of BiSbTe3 exhibit small changes of the Seebeck coefficient in the range from 200 to 280 μVK-1.
14
Content available remote Otrzymywanie i właściwości CoSb3 domieszkowanego Ag
PL
Przedmiotem pracy były badania wpływu domieszki Ag na wartość współczynnika efektywności termoelektrycznej, ZT, trójantymonku kobaltu CoSb3. W tym celu przygotowano serię próbek o składach nominalnych AgxCo8Sb24, gdzie x = 0-0,5. Badania strukturalne oraz składu fazowego wykonano za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej XRD. Zbadano wpływ domieszki na przewodnictwo elektryczne, współczynnik Seebecka oraz przewodnictwo cieplne otrzymanych materiałów w zakresie temperatur od 300 do 560K. Na podstawie uzyskanych wyników wyznaczono zależności współczynnika efektywności termoelektrycznej, ZT, od temperatury.
EN
The aim of this work was to examine the influence of Ag additive on thermoelectric figure of merit, ZT, of cobalt triantimonide CoSb3. A series of samples with nominal composition of AgxCo8Sb24, (x = 0-0,5) was prepared. Structural properties and phase composition was analyzed by XRD diffraction method. The influence of Ag content on electrical conductivity, Seebeck coefficient, thermal conductivity and crystal structure parameter was investigated. The temperature dependence of thermoelectric figure of merit, ZT, was determined using measured thermal and electrical parameters.
15
Content available remote Junctions and diffusion barriers for high temperature thermoelectric modules
EN
Thermoelectric modules based on doped bismuth telluride (Bi2Te3) are commonly used for the construction of thermoelectric generators (TEGs) and heat pumps. However, due to low operating temperature (< 200oC), TEGs based on this material reveal low efficiency. In order to obtain high effectiveness in energy conversion, one needs to design high temperature modules made of new thermoelectric materials. The goal of the present work has been to develop the method of preparation of ohmic junctions between semiconducting CoSb3 element and metallic Cu electrode, for temperatures up to 600oC. In order to protect thermoelectric material from interaction with a solder and the electrode material, the appropriate diffusion barriers were applied. The junctions were formed by the resistance soldering technique in the protective atmosphere of Ar + H2. Lead-free alloys based on Ag and Cu were used as the solder. Diffusion layers of Ni were prepared via the magnetron sputtering technique. The chemical and microstructural properties of the junction area were analyzed by scanning electron microscope (SEM) equipped with EDX analyzer. Resistivity measurements and current–voltage characteristics were used to determine the contact resistance and ohmic contact quality between the metal and the semiconductor. Other physico-thermal properties, such as thermal expansion, were also characterized.
PL
Moduły termoelektryczne oparte na tellurku bizmutu (Bi2Te3) używane są powszechnie przy konstruowaniu generatorów termoelektrycznych (TEGs) i pomp ciepła. Jednakże, z powodu niskiej temperatury pracy (< 200oC), generatory termoelektryczne wykorzystujące ten materiał wykazują małą sprawność. Aby uzyskać wyższą wydajność konwersji energii potrzebne jest opracowanie wysokotemperaturowych modułów wykonanych z nowych materiałów termoelektrycznych. Celem prezentowanej pracy było opracowanie metody wytwarzania omowego złącza pomiędzy półprzewodzącym elementem CoSb3 i elektrodą metalową Cu przeznaczonego do pracy w temperaturach aż do 600oC. Odpowiednia bariera dyfuzyjna została zastosowana, aby chronić materiał termoelektryczny przed wzajemnym oddziaływaniem z lutem i materiałem elektrody. Złącza wykonano za pomocą techniki lutowania oporowego w ochronnej atmosferze Ar + H2. Jako lut wykorzystano stopy bezołowiowe oparte na Ag i Cu. Warstwy dyfuzyjne Ni naniesiono techniką rozpylania magnetronowego. Właściwości chemiczne i mikrostrukturalne analizowano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM) wyposażonego w analizator EDX. Pomiary rezystywności i charakterystykę prądowo-napięciową wykorzystano, aby określić oporność kontaktową i omową jakość kontaktu pomiędzy metalem i półprzewodnikiem. Scharakteryzowano także inne właściwości fizyko-chemiczne, takie jak rozszerzalność cieplna.
PL
Przedstawiono wybrane wyniki prac dotyczące dwóch metod otrzymywania nanostrukturalnych materiałów termoelektrycznych z grupy skutterudytów oraz warstw tellurku antymonu. Nanoproszki CoSb₃ otrzymywane były metodą rozkładu termicznego aerozoli a następnie redukcji w atmosferze wodoru. Warstwy tellurku antymonu wytwarzano techniką impulsowego rozpylania magnetronowego. Otrzymane materiały poddane były szczegółowym badaniom mikrostruktury i składu fazowego oraz właściwości termoelektrycznych.
EN
The paper presents selected results of two methods of preparation of nanostructured thermoelectric materials from group of skutterudites and antimony telluride layers. Nanopowders ot CoSb₃ were obtained using thermal decomposition and reduction of aerosol s in the atmosphere of hydrogen. Antimony telluride layers were produced by pulse magnetron sputtering. The materials were subject of detailed examination of the microstructure, phase composition and thermoelectric properties.
PL
Przedmiotem pracy są badania przewodnictwa cieplnego powłok ochronnych, dla stali wysokogatunkowej oraz materiałów termoelektrycznych, które pełnią jednocześnie funkcje barier termicznych TBC (Thermal Barrier Coatings). Badania przewodnictwa cieplnego powłok wykonano metodą 3-omega. Stwierdzono, że otrzymane powłoki charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami izolacyjnymi. Najniższe przewodnictwo cieplne (0,8 Wm ⁻ K ⁻) zmierzono dla powłok wykonanych na bazie przemysłowych farb wykonanych z żywic fenylometylo siloksanowych odpornych termicznie do 700*C.
EN
The paper deals with thermal conductivity of protective layers for highperformance steel and thermoelectric materials, which also have function of thermal barrier coatings TBC. Measurements of thermal conductivity were made by a 3-omega method. It has been found, that the investigated coatings exhibit very good insulating properties. The lowest thermal conductivity (0,8 Wm ⁻¹ K ⁻¹) was measured for the coatings based on commercial available paint, polysiloxane resin, thermally stable up to 700*C.
PL
Technologie mikroelektroniczne wymagają opracowania metod pomiaru przewodnictwa cieplnego materiałów otrzymywanych w postaci cienkich warstw nanoszonych na metaliczne lub ceramiczna podłoża. Metoda 3-omega pozwala na wykonanie dokładnych pomiarów przewodnictwa cieplnego materiałów litych oraz warstw w kierunku prostopadłym do podłoża. Opisano opracowaną metodę oraz układ pomiarowy. Metoda została sprawdzona na różnego typu materiałach monokrystalicznych, polikrystalicznych oraz warstwach w zakresie przewodnictwa cieplnego 0,2...140 Wm-1K-1.
EN
Technology in microelectronics requires the development of methods of measuring thermal conductivities of materials in the form of films deposited on the substrate. The 3-omega provides accurate measurements of values of thermal conductivity of bulk materials and films in normal-to-plane direction. The paper describes developed method and experimental setup. The method was successfully verified on various polycrystalline materials, single crystals and layers over the thermal conductivity range from 0.2 to 140 Wm-1 K-1.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.