Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0210U001663, 0107U000987 , Науково-дослідна робота Назва роботи Розробка технології функціонально-градієнтних термоелектричних матеріалів Назва етапу роботи Керівник роботи Анатичук Лук'ян Іванович, Дата реєстрації 17-03-2010 Організація виконавець Інститут термоелектрики Національної академії наук та Міністерства освіти і науки України Опис етапу Звіт на 201 стор., 114 рисунків, 44 таблиць, 88 джерел. Предметом дослідження є особливості створення функціонально-градієнтних термоелектричних матеріалів. Об'єктом дослідження є технології створення функціонально-градієнтних матеріалів, в яких реалізується можливість використання об'ємних термоелектричних ефектів, що надає процесу перетворення енергії максимальної енергетичної ефективності. Мета досліджень - проектування, розробка і створення оптимально неоднорідних матеріалів для підвищення ефективності термоелектричного способу перетворення енергії. Основні науково-технічні результати роботи. Проведеними дослідженнями розроблено технології та технологічне обладнання для створення функціонально-градієнтного матеріалу (ФГМ) на основі сплавів Ві-Те методами пресування, екструзії та методом Чохральского. Розроблені комп'ютерні методи визначення оптимальних розподілів кінетичних коефіцієнтів термоелектричного матеріалу при яких досягається максимальна термодинамічна ефективність перетворення енергії. Визначені оптимальні розподіли неоднорідності для матеріалу на основі Ві-Те та встановлені вимоги до технологічних умов виготовлення ФГМ. Запропоновані напрямки покращення технології отримання екструдованих термоелектричних матеріалів з метою отримання більшої термоелектричної добротності та кращої механічної стабільності. Встановлені особливості впливу технологічних режимів пресування (температурний режим; величина тиску, його напрям, швидкість подачі; розмір та склад вихідних компонентів) на можливості керування властивостями термоелектричних матеріалів. Створено та досліджено ФГМ якими підтверджена можливість їх виготовлення з функціональними залежностями, що наближаються до теоретичних. Експериментально підтверджена можливість виготовлення зразків. На термопарних елементах з ФГМ досягають покращення дельта Тmax на 4 К, що дає можливість виготовляти термоелектричні модулі якість яких перевищує відомі вітчизняні та зарубіжні аналоги. Технологія пресування віток модулів з ФГМ є перспективною оскільки забезпечує безвідходне їх виробництво. Однак для її впровадження необхідно провести додаткові дослідження з метою створення умов при яких досягається необхідна орієнтація анізотропних порошків. При цьому добротність термоелектричного матеріалу зростає на 15-20% і піднімається до рівня екстругованих та монокристалічних ФГМ. Технологія отримання ФГМ методом Чохральского дозволяє отримати матеріали найбільш досконалої функціональної залежності, на відміну від пресування та екструзії де неперервні функціональні залежності апроксимуються ступінчатими. Однак, оцінки показують що цей метод є дорогим і тому мало перспективним для промислового впровадження. Найбільш перспективною для промислового використання є технологія отримання ФГМ методом екструзії. Екструговані ФГМ стрижні мають мати геометрію, яка відповідає розмірам віток для термоелектричних модулів. Вітки при цьому одержуються розрізанням стрижнів до необхідних розмірів. Втрати матеріалу при цьому складають 5-10%, що дозволяє таку технологію віднести до маловідходних. Співставлення оцінок вартості ФГМ віток отриманих наведеними технологіями дають орієнтовно такі результати. Вартість 1кг віток отриманих методом Чохральского - 1800$/кг, методом пресування 550$/кг, методом екструзії 450$/кг. З врахуванням необхідності проведення додаткових досліджень по технології пресування, метод екструзії має безперечні переваги і може бути рекомендований для впровадження. ФУНКЦІОНАЛЬНО-ГРАДІЄНТНІ МАТЕРІАЛИ, ТЕРМОЕЛЕКТРИЧНІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ ЕНЕРГІЇ, ПОРИСТІ МАТЕРІАЛИ, МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО, ТЕХНОЛОГІЯ, КОМП'ЮТЕРНЕ ПРОЕКТУВАННЯ, ГЕНЕРАТОРИ, ОХОЛОДЖУВАЧІ. Опис продукції Розроблено технології та технологічне обладнання для створення функціонально-градієнтного матеріалу (ФГМ) на основі сплавів Ві-Те методами пресування, екструзії та методом Чохральского. Розроблені комп'ютерні методи визначення оптимальних розподілів кінетичних коефіцієнтів термоелектричного матеріалу при яких досягається максимальна термодинамічна ефективність перетворення енергії. Визначені оптимальні розподіли неоднорідності для матеріалу на основі Ві-Те та встановлені вимоги до технологічних умов виготовлення ФГМ. Запропоновані напрямки покращення технології отримання екструдованих термоелектричних матеріалів з метою отримання більшої термоелектричної добротності та кращої механічної стабільності. Встановлені особливості впливу технологічних режимів пресування (температурний режим; величина тиску, його напрям, швидкість подачі; розмір та склад вихідних компонентів) на можливості керування властивостями термоелектричних матеріалів. Створено та досліджено ФГМ якими підтверджена можливість їх виготовленн Автори роботи Черкез Радіон Георгійович Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити