தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்கள் மற்றும் அவற்றின் தயாரிப்புக்கான முறைகள்

தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்களில் இரசாயன கலவைகள் மற்றும் உலோக கலவைகள் அடங்கும், அவை அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ உச்சரிக்கப்படுகின்றன. தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பண்புகள்.

பெறப்பட்ட தெர்மோ-ஈ.எம்.எஃப் மதிப்பைப் பொறுத்து, உருகும் புள்ளி, இயந்திர பண்புகள் மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் ஆகியவற்றைப் பொறுத்து, இந்த பொருட்கள் தொழில்துறையில் மூன்று நோக்கங்களுக்காகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன: வெப்பத்தை மின்சாரமாக மாற்றுவதற்கு, தெர்மோஎலக்ட்ரிக் குளிரூட்டலுக்கு. (மின்சாரத்தை கடக்கும் போது வெப்ப பரிமாற்றம்) மற்றும் வெப்பநிலையை அளவிடவும் (பைரோமெட்ரியில்). அவற்றில் பெரும்பாலானவை: சல்பைடுகள், கார்பைடுகள், ஆக்சைடுகள், பாஸ்பைடுகள், செலினைடுகள் மற்றும் டெல்லூரைடுகள்.

எனவே தெர்மோஎலக்ட்ரிக் குளிர்சாதன பெட்டிகளில் அவர்கள் பயன்படுத்துகிறார்கள் பிஸ்மத் டெலுரைடு... சிலிக்கான் கார்பைடு வெப்பநிலையை அளவிடுவதற்கு மிகவும் பொருத்தமானது மற்றும் c தெர்மோஎலக்ட்ரிக் ஜெனரேட்டர்கள் (TEG) பிஸ்மத் டெல்லுரைடு, ஜெர்மானியம் டெல்லுரைடு, ஆன்டிமனி டெல்லுரைடு, லீட் டெல்லுரைடு, காடோலினியம் செலினைடு, ஆண்டிமனி செலினைடு, பிஸ்மத் செலினைடு, சமாரியம் மோனோசல்பைடு, மெக்னீசியம் சிலிசைடு, மற்றும் மெக்னீசியம் ஸ்டானைட் போன்ற பல பொருட்கள் பயனுள்ளவையாகக் கண்டறியப்பட்டுள்ளன.

இந்த பொருட்களின் பயனுள்ள பண்புகள் அடிப்படையாக உள்ளன இரண்டு விளைவுகளில் - சீபெக் மற்றும் பெல்டியர்… சீபெக் விளைவு, தொடர்-இணைக்கப்பட்ட வெவ்வேறு கம்பிகளின் முனைகளில் தெர்மோ-EMF தோற்றத்தில் உள்ளது, அவற்றுக்கிடையேயான தொடர்புகள் வெவ்வேறு வெப்பநிலையில் இருக்கும்.

பெல்டியர் விளைவு என்பது சீபெக் விளைவுக்கு நேர்மாறானது மற்றும் ஒரு மின்சாரம் வெவ்வேறு கடத்திகள் தொடர்பு புள்ளிகள் (சந்திகள்) வழியாக ஒரு கடத்தியிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு செல்லும் போது வெப்ப ஆற்றலின் பரிமாற்றத்தில் உள்ளது.

ஓரளவிற்கு இந்த விளைவுகள் ஒன்று முதல் இரண்டு தெர்மோஎலக்ட்ரிக் நிகழ்வுகளின் காரணம் கேரியர் ஓட்டத்தில் வெப்ப சமநிலையின் தொந்தரவுடன் தொடர்புடையது.

அடுத்து, மிகவும் பிரபலமான மற்றும் விரும்பப்படும் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்களில் ஒன்றைப் பார்ப்போம் - பிஸ்மத் டெல்லூரைடு.

300 K க்கும் குறைவான வெப்பநிலை வரம்பைக் கொண்ட பொருட்கள் குறைந்த வெப்பநிலை தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்கள் என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன என்பது பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது. பிஸ்மத் டெல்லூரைடு Bi2Te3 போன்ற ஒரு பொருளுக்கு ஒரு குறிப்பிடத்தக்க உதாரணம். அதன் அடிப்படையில், பல்வேறு குணாதிசயங்களைக் கொண்ட பல தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கலவைகள் பெறப்படுகின்றன.

பிஸ்மத் டெல்லூரைடு ஒரு ரோம்போஹெட்ரல் படிக அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, இது மூன்றாம் வரிசை சமச்சீர் அச்சுக்கு செங்கோணத்தில் அடுக்குகளின் தொகுப்பை உள்ளடக்கியது-குயின்டெட்டுகள்.

Bi-Te இரசாயனப் பிணைப்பு கோவலன்ட் என்றும் Te-Te பிணைப்பு Waanderwal என்றும் கருதப்படுகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட வகை கடத்துத்திறனைப் பெற (எலக்ட்ரான் அல்லது துளை), அதிகப்படியான பிஸ்மத், டெல்லூரியம் தொடக்கப் பொருளில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது அல்லது பொருள் ஆர்சனிக், டின், ஆண்டிமனி அல்லது ஈயம் (ஏற்றுக்கொள்வோர்) அல்லது நன்கொடையாளர்கள் போன்ற அசுத்தங்களுடன் கலக்கப்படுகிறது: CuBr , Bi2Te3CuI, B, AgI .

அசுத்தங்கள் அதிக அனிசோட்ரோபிக் பரவலைக் கொடுக்கின்றன, பிளவு விமானத்தின் திசையில் அதன் வேகம் திரவங்களில் பரவலின் வேகத்தை அடைகிறது.வெப்பநிலை சாய்வு மற்றும் மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், பிஸ்மத் டெல்லூரைடில் தூய்மையற்ற அயனிகளின் இயக்கம் காணப்படுகிறது.

ஒற்றை படிகங்களைப் பெற, அவை திசை படிகமயமாக்கல் (பிரிட்ஜ்மேன்) முறை, சோக்ரால்ஸ்கி முறை அல்லது மண்டல உருகுதல் மூலம் வளர்க்கப்படுகின்றன. பிஸ்மத் டெல்லூரைடை அடிப்படையாகக் கொண்ட உலோகக்கலவைகள் படிக வளர்ச்சியின் உச்சரிக்கப்படும் அனிசோட்ரோபியால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன: பிளவு விமானத்தின் வளர்ச்சி விகிதம் இந்த விமானத்திற்கு செங்குத்தாக உள்ள திசையில் உள்ள வளர்ச்சி விகிதத்தை கணிசமாக மீறுகிறது.

தெர்மோகப்பிள்கள் அழுத்துதல், வெளியேற்றுதல் அல்லது தொடர்ச்சியான வார்ப்பு மூலம் தயாரிக்கப்படுகின்றன, அதே சமயம் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் படங்கள் பாரம்பரியமாக வெற்றிட படிவு மூலம் தயாரிக்கப்படுகின்றன. பிஸ்மத் டெல்லூரைடுக்கான கட்ட வரைபடம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது:

உள் கடத்துத்திறன் பாதிக்கத் தொடங்குவதால் அதிக வெப்பநிலை, அலாய் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் மதிப்பு குறைகிறது.எனவே, அதிக வெப்பநிலையில், 500-600 K க்கு மேல், தடைசெய்யப்பட்ட மண்டலத்தின் சிறிய அகலம் காரணமாக இந்த மகிமையை வெறுமனே பயன்படுத்த முடியாது.

Z இன் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் மதிப்பு மிக அதிக வெப்பநிலையில் இல்லாவிட்டாலும் அதிகபட்சமாக இருக்க, கலப்பு கலவை முடிந்தவரை செய்யப்படுகிறது, இதனால் தூய்மையற்ற செறிவு சிறியதாக இருக்கும், இது குறைந்த மின் கடத்துத்திறனை உறுதி செய்யும்.

ஒரு படிகத்தை வளர்க்கும் செயல்பாட்டில் செறிவு (தெர்மோஎலக்ட்ரிக் மதிப்பைக் குறைத்தல்) சூப்பர் கூலிங்கைத் தடுக்க, குறிப்பிடத்தக்க வெப்பநிலை சாய்வுகள் (250 K / cm வரை) மற்றும் படிக வளர்ச்சியின் குறைந்த வேகம் - சுமார் 0.07 மிமீ / நிமிடம் - பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

படிகமயமாக்கலில் ஆண்டிமனியுடன் பிஸ்மத்தின் பிஸ்மத் மற்றும் உலோகக்கலவைகள் டைஹெட்ரல் ஸ்கேல்நெஹெட்ரானுக்குச் சொந்தமான ஒரு ரோம்போஹெட்ரல் லட்டியைக் கொடுக்கின்றன.பிஸ்மத்தின் அலகு செல் 4.74 ஆங்ஸ்ட்ரோம்கள் நீளமுள்ள விளிம்புகளைக் கொண்ட ஒரு ரோம்போஹெட்ரான் போல வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

அத்தகைய லட்டியில் உள்ள அணுக்கள் இரட்டை அடுக்குகளாக அமைக்கப்பட்டிருக்கும், ஒவ்வொரு அணுவும் இரட்டை அடுக்கில் மூன்று அண்டை மற்றும் மூன்று அருகிலுள்ள அடுக்கில் உள்ளன. பிணைப்புகள் இரு அடுக்குக்குள் கோவலன்ட், மற்றும் வான் டெர் வால்ஸ் அடுக்குகளுக்கு இடையே பிணைப்புகள், இதன் விளைவாக விளைந்த பொருட்களின் இயற்பியல் பண்புகளின் கூர்மையான அனிசோட்ரோபி ஏற்படுகிறது.

பிஸ்மத் ஒற்றை படிகங்கள் மண்டல மறுபடிகமயமாக்கல், பிரிட்ஜ்மேன் மற்றும் சோக்ரால்ஸ்கி முறைகள் மூலம் எளிதாக வளர்க்கப்படுகின்றன. பிஸ்மத்துடன் ஆண்டிமனி தொடர்ச்சியான திடமான தீர்வுகளை வழங்குகிறது.

ஒரு பிஸ்மத்-ஆண்டிமனி அலாய் ஒற்றை படிகமானது சாலிடஸ் மற்றும் லிக்யூடஸ் கோடுகளுக்கு இடையே உள்ள குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாட்டால் ஏற்படும் தொழில்நுட்ப அம்சங்களை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு வளர்க்கப்படுகிறது. எனவே படிகமயமாக்கல் முன் ஒரு சூப்பர் கூல்டு நிலைக்கு மாறுவதன் காரணமாக உருகுவது ஒரு மொசைக் கட்டமைப்பைக் கொடுக்க முடியும்.

தாழ்வெப்பநிலையைத் தடுக்க, அவர்கள் ஒரு பெரிய வெப்பநிலை சாய்வு - சுமார் 20 K / cm மற்றும் குறைந்த வளர்ச்சி விகிதம் - 0.3 mm / h க்கு மேல் இல்லை.

பிஸ்மத்தில் தற்போதைய கேரியர்களின் நிறமாலையின் தனித்தன்மை என்னவென்றால், கடத்தல் மற்றும் வேலன்ஸ் பேண்டுகள் மிகவும் நெருக்கமாக உள்ளன. கூடுதலாக, ஸ்பெக்ட்ரம் அளவுருக்களின் மாற்றம் பாதிக்கப்படுகிறது: அழுத்தம், காந்தப்புலம், அசுத்தங்கள், வெப்பநிலை மாற்றங்கள் மற்றும் கலவையின் கலவை.

இந்த வழியில், பொருளில் உள்ள தற்போதைய கேரியர்களின் ஸ்பெக்ட்ரமின் அளவுருக்கள் கட்டுப்படுத்தப்படலாம், இது உகந்த பண்புகள் மற்றும் அதிகபட்ச தெர்மோஎலக்ட்ரிக் மதிப்பைக் கொண்ட ஒரு பொருளைப் பெறுவதை சாத்தியமாக்குகிறது.

மேலும் பார்க்க:பெல்டியர் உறுப்பு - இது எவ்வாறு இயங்குகிறது மற்றும் எவ்வாறு சரிபார்த்து இணைப்பது