Введение
Глава 1 Термоэлектрическая генераторная батарея работающая в диапазоне температур 300 - 600 К (обзор) 12
1.1 Плоская (панельная) конструкция термоэлектрической батареи 12
1.2 Инженерный расчёт электро- и теплофизических характеристик термоэлемента 16
1.3 Расчёт термоэлементов с учётом температурной зависимости термоэлектрических свойств полупроводникового материала методом средних параметров 27
1.4 Тепловые сопротивления слоев конструкции 30
1.5 Электрическое сопротивление поперечной коммутации термоэлементов 33
1.6 Физические основы выбора термоэлектрических материалов 38
1.7 Материалы ветвей термоэлементов на основе твёрдых растворов Bi2Te3
1.7.1 Оптимизация составов твёрдых растворов Bi2Te3-Bi2Se3 генераторного назначения 46
1.7.2 Оптимизация составов твёрдых растворов Bi2Te3-Sb2Te3 генераторного назначения 52
1.8 Влияние технологических процессов изготовления поликристаллических термоэлектрических генераторных материалов ветвей термоэлементов на основе твёрдых растворов Ві2Те3 на термоэлектрическую эффективность 56
1.8.1 Метод вертикальной зонной плавки 57
1.8.2 Метод горячего прессования 61
1.8.3 Метод горячей экструзии 66
1.9 Объёмные наноструктурированные материалы на основе теллурида висмута - перспектива значительного увеличения добротности 72
1.10 Механизмы определяющие надёжность работы ТЭБ 76
Глава 2 Получение образцов и методы исследований 84
2.1 Методика определения температурных зависимостей термоэлектрических свойств материалов 85
2.2 Подготовка образцов полупроводниковых ветвей термоэлементов 88
2.3 Методика измерения предела прочности материалов при деформациях на сжатие и срез. Микротвёрдость контактныхповерхностей 93
2.4 Методика коммутации ветвей термоэлементов плазменно-дуговым напылением 94
2.5 Подготовка образцов термоэлектрических батарей, с использованием ветвей изготовленных разными методами 101
2.6 Методика измерений электрофизических характеристик термоэлектрических батарей
2.7 Методика сравнительных экспресс-испытаний термоэлектрических батарей 108
2.8 Методика испытаний термоэлектрических батарей на надёжность циклическим изменением температур на теплопереходах Ill
Глава 3 Расчёт конструкции и характеристик ТЭБ методом средних параметров 114
3.1 Термоэлектрические свойства материалов ветвей термоэлементов на основе твёрдых растворов и-(Ві2Те3-ВІ28ез) и р-(Ві2Те3-8Ь2Те3)
типов проводимости изготовленных разными способами 114
3.2 Расчёт основных электрофизических параметров термоэлектрических батарей с использованием температурных зависимостей свойств материалов ветвей 117
3.3 Расчет внутреннего сопротивления и омических потерь на коммутации термоэлементов 119
3.4 Расчет тепловых потерь на элементах конструкции 123
Глава 4 Зависимость эффективности преобразования и надёжности работы ТЭБ от применяемого метода изготовления материала ветвей на основе твёрдых растворов Ві2Тез 126
4.1 Механические свойства материалов ветвей: испытания деформацией на сжатие и срез, микротвёрдость контактных поверхностей 125
4.2 Адгезионная прочность антидиффузионных слоев и коммутационного покрытия нанесённого методом плазменно-дугового напыления 131
4.3 Электрофизические характеристики термоэлектрических батарей изготовленных с использованием разных ветвей 134
4.4 Сравнительные экспресс-испытания термоэлектрических батарей 137
4.5 Надёжность работы термоэлектрических батарей при циклическом изменении температур на теплопереходах 141
Основные результаты и выводы 148
Список использованных источников
