DE19925960A1 - Process for structuring thermo-branches with foam structural parts comprises placing layers of indifferent metallic foams or non-metallic foams of sufficient electrical conductivity above and below compact or thin layers of a thermoelectric - Google Patents

Process for structuring thermo-branches with foam structural parts comprises placing layers of indifferent metallic foams or non-metallic foams of sufficient electrical conductivity above and below compact or thin layers of a thermoelectric

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Abstract

Process for structuring thermo-branches with foam structural parts comprises placing layers of indifferent metallic foams or non-metallic foams of sufficient electrical conductivity above and below suitably compact or thin layers of a thermoelectric, forming metallic foams and optionally non-metallic foams of a suitable geometry and compactibility for the thermo-branch, and forming foamed or dense, electrically conducting or non-conducting organic compounds partially and completely with a thermoelectric uniform to the thermo-branches.

Description

Flächenleistungen und Wirkungsgrade durchgehend dichter Thermoschenkel (7) aus verschiedenen Thermoelektrika (3) nach Stand der TechnikArea performance and efficiency consistently of dense thermal legs (7) various thermoelectrics (3) according to the prior art

Einem solaren Primärangebot von ca. 800 Watt pro Quadratmeter werden von den Verlust­ wärmeströmen (8) und abstrahlender Rekombinationswärme derzeitiger, marktüblicher thermoelektrischer Module (1) immer noch ca. 750 Watt entzogen und etwa gerade 50 Watt liefert ein Quadratmeter sonnenbeschienener Fläche auf die Potentialschienen der stromliefernden Gesamtanlage. Mittlerweile werden thermoelektrische, hohe spezifische Flächenleistungen mit Wirkungsgraden bis knapp 7% mit neuesten Thermopaarungen bei nichtfocussierter Solarstrahlung erreicht. So werden mit einem 23 cm × 13 cm × 8 cm dimensionierten Modul bei 75 ml/s Durchsatz eines mit 250 Grad Celsius einfließenden, thermisch liefernden, fluiden Thermotauschmediums und 38 ml eines mit 20 Grad Celsius einfließenden, thermisch abführenden Thermotauschmediums maximal 175 Watt Dauerleistung bei 15,2 Volt Arbeitsspannung erzeugt. Der Wirkungsgrad liegt hierbei bei 5,5%. Hierzu wären 3182 Watt Solarangebot notwendig, also eine ca. 2 × 2 m große, solare Einstrahlfläche, mit der unter Wärmefallentechnik über 250 Grad Celsius zu realisieren wären. Eingangstemperaturen von 200 Grad Celsius ermöglichen 125 Watt Leistung bei geringer erforderlichen Durchflußmengen der Thermotauschmedien. Trotz der hohen Energiedichte ergibt sich hierbei nur ein Wirkungsgrad von 3,7%.A solar primary supply of approx. 800 watts per square meter is still deprived of approx. 750 watts by the loss of heat flows ( 8 ) and radiating recombination heat of current, commercially available thermoelectric modules ( 1 ) and about 50 watts are supplied by a square meter of sunlit area on the potential rails of the electricity supplying overall system. In the meantime, thermoelectric, high specific area performances with efficiencies up to almost 7% are achieved with the latest thermal pairings with non-focused solar radiation. A module measuring 23 cm × 13 cm × 8 cm with a throughput of 75 ml / s throughput of a thermally delivering, fluid thermal exchange medium flowing in at 250 degrees Celsius and 38 ml of a thermally exchanging medium flowing in at 20 degrees Celsius, a maximum of 175 watts of continuous power 15.2 volts working voltage generated. The efficiency is 5.5%. This would require 3182 watts of solar energy, i.e. an approx. 2 × 2 m large solar irradiation surface, with which heat-trapping technology could be used to achieve over 250 degrees Celsius. Inlet temperatures of 200 degrees Celsius enable 125 watts of power with a lower required flow rate of the thermal exchange media. Despite the high energy density, the efficiency is only 3.7%.

Stand der Technik bezüglich der Verlustwärmereduzierung bei durchgehend dichten Thermoschenkeln (7) mit Mehrphasenlegierungen aus Wismut-Antimon-TelluridenState of the art in terms of heat loss reduction with continuously tight Thermos legs (7) with multi-phase alloys made from bismuth-antimony tellurides

Weltweite Entwicklungen erbrachten neue Thermoelektrika (3) mit höheren Werten der Güteziffer (figure of merit) und entsprechender Wirkung. Das gelang durch Modifizierung der Thermoelektrika (3) dar Wismut/Antimontellurid/Selenid-Grundvarianten, denen weitere Metall- und Halbmetallkomponenten in solchen Anteilen und veränderte Dotierungen zugesetzt wurden, daß thermoelektrische Mehrphasenlegierungen entstanden, die sich durch ungeordnete und fehlgeordnete Korngrenzen zwischen vielen Matrixkristalliten mit einigen elektrisch hochleitfähigen Übergangsphasen in diesen Korngrenzenbereichen auszeichnen. Worldwide developments have brought new thermoelectrics ( 3 ) with higher values of the figure of merit and corresponding effects. This was achieved by modifying the thermoelectrics ( 3 ) of the basic bismuth / antimontelluride / selenide variants, to which further metal and semimetal components were added in such proportions and modified doping that thermoelectric multiphase alloys were formed, which were able to agree with disordered and disordered grain boundaries between many matrix crystallites distinguish highly conductive transition phases in these grain boundary areas.

Diese neuartigen, aufgebauten Strukturen der Legierungskomponenten erbringen bei einigen ermittelten, detaillierten Anteilverhältnissen eine wesentliche Reduzierung der Wärme­ leiftähigkeit, bei wenig verringerten, gleichen, in seltenen Fällen verbesserten Werten der elektrischen Leitfähigkeit oder/und differentiellen Thermokräfte. Die resultierenden, teils auf bestimmte Betriebstemperaturbereiche ausrichtbaren, verbesserten Werte der "figure of merit" (Gütefaktor der thermoelektrischen Wandlung) sind demzufolge ein prinzipielles Ergebnis der "kalibrierten" Fehlordnungen, die das Franz-Wiedemannsche- Gesetz der engen Korrelation von elektrischer und thermischer Leitfähigkeit in seiner dominanten Wirkung beschränkt.These new, built structures of the alloy components bring with some determined, detailed proportions a significant reduction in heat conductivity, with little reduced, the same, in rare cases improved values of the electrical conductivity or / and differential thermal forces. The resulting, partly improved values of the can be adjusted to certain operating temperature ranges "figure of merit" (quality factor of thermoelectric conversion) are therefore a principal result of the "calibrated" disorder that Franz-Wiedemannsche- Law of the close correlation of electrical and thermal conductivity in its dominant effect limited.

Indes sind diese Thermoelektrika (3) überdurchschnittlich schwer und sehr teuer. Das wirkt sich auf den Preis der fertigen Module entsprechend aus.However, these thermoelectrics ( 3 ) are heavier than average and very expensive. This affects the price of the finished modules accordingly.

Letzter Stand der Technik sind thermoelektrische Anordnungen mit Thermoschenkeln (7), die zusammengesetzt sind aus einem Passivschenkelteil und einem Aktivschenkelteil (2). Dabei entspricht ein erfindungsgemäß beanspruchtes, nachfolgend beschriebenes, ge­ schäumtes Passivschenkelteil (4) funktional einem in der Erfindung "Energieregeneratives Flächenelement" beschriebenen, Passivschenkelteil. Diese Erfindung wird beim deutschen Patent- und Markenamt unter dem Aktenzeichen 198 55 982.8, der Anmeldernummer 101 16 559 und dem Prioritätsdatum vom 04. 12. 1998 geführt. Die Anmelder sind identisch. Das Passivschenkelteil ist erfinderisches Grundelement der bereits angemeldeten Erfindung und besteht vornehmlich aus Holzkohle-Kohlenstoffgerüsten, die als ganzes oder durch Verpressung von Holzkohlepulver zu nur elektrisch gut leitenden, geometrisch geeigneten Volumen ausgeformt sind, die den Verlustwärmefluß der Thermoschenkel (7) minimieren und endständig von zwei elektrisch und thermisch gut leitenden Aktivschenkelteilen (2) flächenhaft homogen kontaktiert werden.The latest state of the art are thermoelectric arrangements with thermal legs ( 7 ), which are composed of a passive leg part and an active leg part ( 2 ). A claimed according to the invention, described below, foamed passive leg part ( 4 ) corresponds functionally to a passive leg part described in the invention "energy-regenerative surface element". This invention is registered at the German Patent and Trademark Office under file number 198 55 982.8, application number 101 16 559 and the priority date of December 4, 1998. The applicants are identical. The passive leg part is an inventive basic element of the invention already registered and consists primarily of charcoal-carbon frameworks, which as a whole or by compression of charcoal powder are formed into only electrically well-conductive, geometrically suitable volumes, which minimize the heat loss flow of the thermo-legs ( 7 ) and ultimately of two electrically and thermally well conductive active leg parts ( 2 ) can be contacted homogeneously over the entire surface.

Die endständig angesetzten Aktivschenkelteile (2) sind abwechselnd vom p-Leitungstyp und n-Leitungstyp und bilden über Zwischenkontaktierungen p/n- und n/p-Übergänge aus. Auf diese Weise sind elektrisch in Reihe und thermisch parallel geschaltete thermoelektri­ sche Einzelelemente (6) zu flächenhaften Modulen verbunden, die als Seebeck- oder Peltierelemente nutzbar sind.The active leg parts ( 2 ) at the end are alternately of the p-line type and n-line type and form p / n and n / p transitions via intermediate contacts. In this way, thermoelectric individual elements ( 6 ) electrically connected in series and thermally in parallel are connected to form flat modules which can be used as Seebeck or Peltier elements.

Außer den Holzkohlestrukturen gilt als Stand der Technik die Anfertigung von Thermoschenkeln (7) mit Sinterstrukturanteil aus geeigneten Materialien nach Vorbild der Pulvermetallurgie, um eine stärkere Sperrung der Verlustwärmeströme (8) zu erreichen. Alle verlustwärmesperrenden Strukturen können Anreicherungen der oberflächennahen Unterschichten und Beauflagungen ihrer Oberflächen zur elektrischen Leitwertoptimierung bis hin zur Fähigkeit zur Ausbildung von Thermo-EMK aufweisen. Nach Stand der Technik sind mit technisch fachmännischen Aufbringverfahren auf diesen und teils in diesen Strukturen der Passivschenkelteile die Aktivschenkelteile (2) verankernd auf- und einbringbar.In addition to the charcoal structures, the state of the art is the production of thermal legs ( 7 ) with a sintered structure portion from suitable materials based on the model of powder metallurgy in order to achieve a greater blockage of the heat losses ( 8 ). All structures that block heat loss can include enrichment of the near-surface lower layers and the coating of their surfaces for electrical conductivity optimization up to the ability to form thermal EMF. According to the state of the art, the active leg parts ( 2 ) can be anchored and inserted using technically professional application methods on these and partly in these structures of the passive leg parts.

Im Ergebnis der hohen Wärmedämmung des mittigen Passivschenkelteils mit obengenann­ ten Strukturen lassen sich für die zu fertigenden Ihermoschenkel (7) Thermoelektrika (3) mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwenden.As a result of the high thermal insulation of the central passive leg part with the above-mentioned structures, thermoelectrics ( 3 ) with high thermal conductivity can be used for the thermos ( 7 ) to be manufactured.

Die nachfolgende Erfindung bezieht sich nunmehr nach diesem neuen - und übrigen - Stand der Technik auf die grundsätzliche, mittige Einfügung eines Passivschenkelteils in eine neue Generation von Thermoschenkeln (7) und hält sich an die endständige Kontaktierung von Aktivschenkelteilen (2), wobei die Strukturen der Passivschenkelteile in Erweiterung hierzu vornehmlich geschlossenzellige, metallische und nichtmetallische Schaumstrukturen darstellen. Diese sind demzufolge in einfachster Form als geschäumte Passivschenkelteile (4) bezeichnet. Diverse Schäumverfahren für nichtmetallische Schäume (31) lassen eine variantenreiche, anpassungsfähige Palette der Gestaltung von Thermoschenkeln (7) zu und spezielle Leitlacke die Ausbildung von dichten Aktivschenkelteilen (2) und Passivschenkelteilen mit differenzierten Schaumstrukturen und demzufolge differenzierten Bezeichnungen. Schaumstrukturierte Thermoschenkel (7) mit differenziertem Aufbau der Schaumstruktur lassen neuartige, nachfolgend in ihrem Aufbau noch beschriebene und bezeichnete thermoelektrische Anordnungen zu.According to this new - and other - state of the art, the following invention now relates to the basic, central insertion of a passive leg part into a new generation of thermal legs ( 7 ) and adheres to the terminal contacting of active leg parts ( 2 ), the structures of Passive leg parts, as an extension, primarily represent closed-cell, metallic and non-metallic foam structures. These are therefore referred to in the simplest form as foamed passive leg parts ( 4 ). Various foaming processes for non-metallic foams ( 31 ) allow a varied, adaptable palette for the design of thermal legs ( 7 ) and special conductive lacquers allow the formation of dense active leg parts ( 2 ) and passive leg parts with differentiated foam structures and, consequently, different names. Foam-structured thermo-limbs ( 7 ) with a differentiated structure of the foam structure permit novel thermoelectric arrangements which are described and described below in terms of their structure.

Vorschläge zur Gestaltungen von Thermoschenkeln (7) mit Schaumstrukturanteil zur wirkungsgradverbessernden Verlustwärmereduzierung, umfänglicher Kostenmini­ mierung für Thermoelektrika und Gewichtsreduzierung bei thermoelektrischen AnordnungenProposals for the design of thermal legs ( 7 ) with a foam structure portion for efficiency-improving heat loss reduction, extensive cost minimization for thermoelectrics and weight reduction in thermoelectric arrangements Metallische Schäume (10)Metallic Foams ( 10 )

bieten die Möglichkeit zur Herstellung von Thermoschenkeln (offer the possibility of producing thermo legs (

77

) mit Schaumstrukturanteil. Die labormäßige Herstellung von geschäumtem Aluminium gelang zunächst in einer Raumstation und anschließend auch unter normalen Schwerkraftbedingungen. Die auch seriell mögliche Produktion metallischer Schäume () with foam structure. The Laboratory production of foamed aluminum was initially successful in a space station and then also under normal gravity conditions. The serially possible Production of metallic foams (

1010th

) gestattet die Bearbeitung thermoelektroaktiver Metalle. Deren thermoeoktrischer Gütegrad (figur of merit) wird, da der Durchsatz von Verlustwärme­ strömen () allows the processing of thermoelectroactive metals. Their thermoeoctric quality (figure of merit) is due to the throughput of heat loss stream (

88th

) faktisch ausfällt, entscheidend verbessert. ) actually fails, decisively improved.

Das sogenannte Spratzen an der Oberfläche eines erstarrenden Silbergusses nach der Schmelzphase ist seit langer Zeit unerwünschte Begleiterscheinung austretenden, gelösten Sauerstoffes und damit einer der ersten Hinweise auf die mögliche Herstellbarkeit metallischen Schaums (10). Die Unterbindung des Spratzens ist nur durch das Fernhalten sauerstoffhaltiger Luft während der Schmelzphase zu erreichen.The so-called spattering on the surface of a solidifying silver casting after the melting phase has long been an undesirable side effect of escaping, dissolved oxygen and is therefore one of the first indications of the possibility of producing metallic foam ( 10 ). The sparring can only be prevented by keeping air containing oxygen away during the melting phase.

Bei der Metallschäumung ist es erforderlich, Gasblasen in homogener Verteilung in einer Matallflüssigphase, zumindest kurzzeitig so lange verteilt zu halten, bis Erstarrung eine Schaumstruktur stabilisiert. Diese Herausforderung wird derzeit angegangen. Aus heutiger Sicht stellt das nunmehr bald umfassend beherrschbare Regime des durch­ gehenden Metallschäumens eine notwendige Ausgangsbasis für eine neue Werkstoffge­ neration, die zum Beispiel für rißresistente, verwindungsfrei bleibende Leichtbaukarossen, Stütz- Trage- und torsionsbeanspruchte Elemente für statische und dynamische Bean­ spruchungen wichtig ist, dar.With metal foaming it is necessary to have gas bubbles in a homogeneous distribution in one Metal liquid phase, at least briefly to keep it distributed until solidification one Foam structure stabilized. This challenge is currently being tackled. From today's perspective, the regime of the now comprehensively manageable metal foaming is a necessary basis for a new material generation, for example for crack-resistant, torsion-free lightweight car bodies, Support, wear and torsion stressed elements for static and dynamic bean spells is important.

Ein wesentlicher Aspekt metallischer Schäume (10) ist neben ihrer Festigkeit und Leichtigkeit, die erfindungsgemäß beanspruchte, für thermoelektrische Anwendungen aussichtsreiche Optimierung eines beibehaltbaren, hohen elektrischen Leitwerts, mit der Entwicklung von Thermoströmen in nunmehr hochgradig wärmedämmenden metallischen Strukturen (siehe Anspruch 1).An essential aspect of metallic foams ( 10 ) is, in addition to their strength and lightness, the optimization of a maintainable, high electrical conductivity, which is claimed for thermoelectric applications and which is claimed in accordance with the invention, with the development of thermal currents in now highly heat-insulating metallic structures (see claim 1).

Insbesondere sind hochgradig geschlossenzellig geschäumte Metalle, elektrisch leitende Halbmetalle, Halbleiter, intermetallische Verbindungen oder intermediäre Phasen, die bereits hohe, differentielle Thermokräfte aufweisen oder gar bekannte Thermoelektrika (3) für eine durch Verlustwärmeminderung erzielbare, wesentliche Wirkungsgraderhöhung thermo­ elektrischer Wandlung zu beachten. Diese Thermoelektrika (3) besitzen verschieden gute Eignungen zur Herstellung durchgehend geschäumter Thermoschenkel (11) oder zusammengesetzter Ihermoschenkel (12) oder integrierter Aktiv-Passiv-Thermoschenkel (14), die nachfolgend verfahrens- und vorrichtungsgemäß definiert sind (siehe Ansprüche 1 und 2).In particular, highly closed-cell foamed metals, electrically conductive semimetals, semiconductors, intermetallic compounds or intermediate phases that already have high, differential thermal forces or even known thermoelectrics ( 3 ) must be observed for a significant increase in the efficiency of thermoelectric conversion that can be achieved by reducing heat loss. These thermoelectrics ( 3 ) have different suitabilities for the production of continuously foamed thermo-limbs ( 11 ) or composite thermo-limbs ( 12 ) or integrated active-passive thermo-limbs ( 14 ), which are defined below in terms of the method and the device (see claims 1 and 2).

Durchgehend geschäumte Thermoschenkel (11) (Anspruch 4, Fig. 1)Continuously foamed thermal leg ( 11 ) (claim 4, Fig. 1)

Sie sind die einfachsten Thermoschenkel (7) mit Schaumstrukturanteil, von denen sich die anspruchsvolleren Formen der integrierten Aktiv-Passiv-Thermoschenkel (14) mit differen­ zierten Schaumstrukturen ableiten (siehe Anspruch 8) und zu denen sie nachträglich teils oder ganz, je nach Eignung und Kostenaufwand des bereits in gleicher Zellengröße geschäumten Thermoelektrikums (3), gemacht werden können. Die Kosten reduzieren sich beim typischen Verfahren für integrierte Aktiv-Passiv-Thermoschenkel (14) mit induktiven und dielektrischen Arbeitskomponenten und einem Schäumer (33) (siehe Anspruch 8).They are the simplest thermal legs ( 7 ) with a foam structure component, from which the more sophisticated forms of the integrated active-passive thermal legs ( 14 ) with differentiated foam structures are derived (see claim 8) and to which they can be added in part or in full, depending on suitability and Cost of the thermoelectric material ( 3 ), which has already been foamed in the same cell size, can be made. The costs are reduced in the typical process for integrated active-passive thermo-limbs ( 14 ) with inductive and dielectric working components and a foamer ( 33 ) (see claim 8).

Die Einfachformen bestehen aus metallischen Schäumen (10) oder Strukturen, die durch Sinterung vorgeblähter, elektrisch leitender Partikel mit oberflächeninkrustierten Thermoelektrika (3) gewonnen wurden oder ausreichend porös verbleibende Kohlegerüst­ strukturen, mit oder ohne Oxydant druckverkohlter Zellulosen, Zucker oder Eiweiße, wobei vorher verteilte, nachher zonenhaft fixierte, innere, thermoelektroaktive Korngrößen (17) thermoelektroaktive Zonen (34) ausbilden. Durchgehend geschäumte Thermoschenkel (11) bestehen jedoch mehrheitlich aus einem vorher kompakten Thermoelektrikum (3), das geschlossenzellig mit durchgehend gleicher Zellengröße geschäumt wurde und bei diesem thermischen Prozeß sich hinsichtlich einer komponentendifferenzierten Schäumung Schwierigkeiten (27) durch Bildung schlechtleitender oder sprödbrüchiger, intermetallischer Zwischenschichten oder anderen eigenschaftsverschlechternden Vorgängen ergeben würden. Außerdem gibt es wirksame Ansatzrezepturen für nichtmetallische Schäume (31), die allerdings nur in homogener stofflicher Zusammensetzung über die dielektrische Erwärmung richtig leitwertoptimierte, gegebenenfalls noch graduell dichtedifferenzierbare Schaumstruk­ turen ergeben - bei schichtendifferenzierter Zugabe bestimmter notwendiger Wirkphasen­ komponenten für eine komponentendifferenzierte Schäumung (27) jedoch sehr negative Entmischungs- oder innere Korrosionszonen ergäben. Es bleibt fachmännischem Handeln überlassen, herauszufinden, welche Ansatzrezepturen für welche Art der Schäumung geeignet sind.The simple forms consist of metallic foams ( 10 ) or structures that are obtained by sintering pre-expanded, electrically conductive particles with surface-encrusted thermoelectrics ( 3 ) or structures that remain sufficiently porous, with or without an oxidized carbonized cellulose, sugar or protein, whereby previously distributed, subsequently form zoned, inner, thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) thermoelectroactive zones ( 34 ). Continuously foamed thermo-limbs ( 11 ), however, mostly consist of a previously compact thermoelectric ( 3 ), which was foamed in closed cells with the same cell size throughout and in this thermal process there are difficulties ( 27 ) with regard to component-differentiated foaming due to the formation of poorly conductive or brittle, intermetallic intermediate layers or others property deteriorating processes would result. In addition, there are effective formulation recipes for non-metallic foams ( 31 ), which, however, only result in correctly structured conductance-optimized, possibly even density-differentiated foam structures in a homogeneous material composition via the dielectric heating - but with layer-differentiated addition of certain necessary active phase components for component-differentiated foaming ( 27 ) very much negative separation or internal corrosion zones would result. It is left to professional action to find out which formulation recipes are suitable for which type of foaming.

Zwecks Gewinnung geometrischer Einbauformen von durchgehend geschäumten Thermo­ schenkeln (11) in thermoelektrische Module (1) gewinnt man diese durch geeigneten Zerschnitt des fertiggeschäumten Thermoelektrikums (3).In order to obtain geometrical installation shapes of continuously foamed thermo legs ( 11 ) in thermoelectric modules ( 1 ), these are obtained by suitable cutting of the finished foamed thermoelectric material ( 3 ).

Bei geeigneter Kontaktierung seiner plangeschnittenen Schaumoberfläche mit ande­ ren Thermoelektrika (3) wird durch Temperaturunterschiede zwischen getrennten, jeweils thermisch parallel liegenden Kontaktstellen additiv eine anwachsende Thermo-EMK entwickelt. Die geometrische Form entstammt geeignetem senkrechtem Zerschnitt, der in dieser Art und Zusammensetzung einfach geschäumten - höchstens nachträglich, oberflächlich dichteveränderten Schaumstrukturoberflächen (Ansintern metallischer Schäume mit Flammlichtbogen oder Laser unter Schutzgas). Es können nun oberflächig offenporige baukastenähnliche Verzahnungsprofile (Anspruch 14, 4, Fgur 3b) mechanisch oder mit Laser herausgeschnitten werden, die anschließend mit indifferentem Leitlack (18) sattsam porenverschmiert, und unter zwischenlagiger Einfügung einer indifferenten Metallfolie (38) ineinandergeschoben werden. Eine Nachaußenführung und thermisch leitwertoptimierte Querschnittsverstärkung mit ebenso optimierter thermischer Einfangoberfläche erbringt eine vorteilhafte, funktionale Wärme-Kälte-Leiteinrichtung (21). Nach Anspruchsmerkmalen der Ansprüche 14 und 4 werden diese zwei artgleichen Kontaktierungen als verkittende Profilkontaktierung (39) und thermische Leitprofilkontaktierung (40) mit Anwendungs­ möglichkeit für alle Thermoschenkel (7) in thermoelektrischen Stromerzeugungsanlagen und alternativen Peltieranlagen bezeichnet und beansprucht (siehe Anspruch 14, 4, Fig. 3b).With suitable contact of its surface-cut foam surface with other thermoelectrics ( 3 ), an increasing thermal EMF is additionally developed by temperature differences between separate, thermally parallel contact points. The geometric shape comes from a suitable vertical cut, which in this type and composition is simply foamed - at most retrospectively, superficially density-modified foam structure surfaces (sintering of metallic foams with a flame arc or laser under protective gas). It can now be cut out mechanically or with a laser on the surface of open-pore modular toothing profiles (claims 14, 4, fgur 3 b), which are then gently pore-smeared with indifferent conductive varnish ( 18 ) and pushed into one another with the interposition of an indifferent metal foil ( 38 ). An external guide and cross-section reinforcement with optimized thermal conductivity and an optimized thermal trapping surface provide an advantageous, functional heat / cold control device ( 21 ). According to the features of claims 14 and 4, these two types of contacting are referred to and claimed as cementing profile contacting ( 39 ) and thermal guide profile contacting ( 40 ) with application possibility for all thermal legs ( 7 ) in thermoelectric power generation plants and alternative Peltier plants (see claim 14, 4, Fig . 3b).

Es gibt noch eine weitere Art, zu elektrisch leitfähigen, aber kaum thermischen Ausgleich zulassenden Strukturen zu kommen, indem möglichst aschefreie organische Substanzen frei oder in begrenzenden Volumen verkokt werden. Das Zuteilungsmaß an Volumen, innerhalb dessen sich Porösität oder Geschlossenzelligkeit der ver­ bleibenden Kohlegerüststruktur graduieren lassen, bleibt fachmännischem Handeln überlassen. Zumindest lassen sich dichte Glanzkohleoberflächen und eine porösere Innenstruktur erzielen - auch nachträglich durch eine thermische Oberflächenvergü­ tung in fetten Gasen.There is another way, too electrically conductive, but hardly thermal Balancing structures come by using as ash-free organic as possible Substances can be coked freely or in limited volumes. The allocation measure volume within which the porosity or closed cell structure of the ver Having the permanent structure of the coal scaffolding graduate remains a matter of professionalism left. At least you can have dense glossy carbon surfaces and a more porous one Achieve an internal structure - even retrospectively through thermal surface coating tion in rich gases.

Möglichkeiten thermischer oder oxydanter Kaltstartverkokung (36) zwecks Gewinnung eigenschaftsanaloger Kohlegerüststrukturen für durchgehend geschäumte Thermo­ schenkel (11) (Anspruch 4)Possibilities of thermal or oxidative cold start coking ( 36 ) for the purpose of obtaining property-analogous carbon framework structures for continuously foamed thermal limbs ( 11 ) (claim 4)

Die oxydante Kaltstartverkokung (36) bedient sich eines treibsatzähnlichen Abbrandes organischer Substanzen, deren zugemischter Sauerstofflieferant keine Salze hin­ terläßt und der in verminderter Zumischung nur eine Teiloxydation der Ansatzmi­ schung dahingehend zuläßt, daß ein entgastes Kohlenstoffgerüst verbleibt.The oxidant cold start coking ( 36 ) uses a propellant-like burn-off of organic substances, the mixed oxygen supplier of which leaves no salts behind and which, in reduced admixture, only allows partial oxidation of the mixture so that a degassed carbon structure remains.

Da dies aus "kalter Phase" heraus, durch z. B. Glühdraht oder Stoppinenzündung, möglich ist, wird die erfindungsgemäße Bezeichnung "oxydante Kaltstartverkokung (36)" gewählt. Since this out of "cold phase" by z. B. glow wire or stoppin ignition is possible, the term "oxidant cold start coking ( 36 )" is chosen.

Der vermittels oxydanter Kaltstartverkohlung (36) oder thermischer Verkohlung gewonnene, nichtmetallische Schaum (31), der in seinem Aufbau die Möglichkeit komponentendifferenzierter Ausbildung zuläßt, ist eine Art schaumstrukturierten Kohlenstoffgerüsts, mit Möglichkeit der Ausbildung leitwertoptimierter Zwischen­ bereiche (35) und elektrothermoaktiver Endzonen (34). Er kann ebenfalls durch ver­ kittende Profilkontaktierung (39) oder thermische Leitprofilkontaktierung (40) zu thermoelektrischen Anordnungen von Seebeck- oder Peltierblöcken gefügt werden (sie­ he Ansprüche 4 und 14, Fig. 3b). Es bietet sich weiterhin die Möglichkeit des Mosaik­ aufbaus großer Kohlenstoffgerüstblöcke durch die leitwertverbindende Fugenkohlung (41), indem Kohlestruktursegmente (42) mit geeignet verkohlbaren Leimen gefügt werden und eine induktive Widerstandserhitzung oder anderer geeigneter thermischer Eintrag in den Fugen der zusammengesetzten Struktursegmente (42) die leimausgefüllte Fuge in eine verbindende Kohlestrukturzwischenschicht (43) wandelt.The non-metallic foam ( 31 ) obtained by means of oxidative cold-start carbonization ( 36 ) or thermal carbonization, which in its structure allows the possibility of component-differentiated formation, is a type of foam-structured carbon structure with the possibility of forming conductivity-optimized intermediate areas ( 35 ) and electrothermal active end zones ( 34 ). . It can also be added by ver cementing profile contacting ( 39 ) or thermal guide profile contacting ( 40 ) to thermoelectric arrangements of Seebeck or Peltier blocks (see he claims 4 and 14, Fig. 3b). There is also the possibility of creating a mosaic of large carbon scaffolding blocks by means of joint coaling ( 41 ), in which coal structure segments ( 42 ) are joined with suitable charrable glues and inductive resistance heating or other suitable thermal entry in the joints of the assembled structure segments ( 42 ) fills the glue Fuge converts into a connecting carbon structure intermediate layer ( 43 ).

Letztlich können stromdurchflossene Karbonfasern in den leimverpreßten Fugen scho­ nend über lokalisierte Widerstandserhitzung thermische Dissoziation die Ausbildung der Kohlestrukturzwischenschicht (43) bewirken. Schließlich gestattet sich noch eine partielle oder durchgängige Verkittung mit indifferentem Leitlack (18). Die für thermoelektrische Module (1) erforderlichen Festigkeiten der Kohlenstoff­ gerüstverbände lassen sich gemäß Ausgangsstoffen und fachmännischem Handeln bis zementhart und -fest hinreichend variieren.Ultimately, current-carrying carbon fibers in the glue-pressed joints can gently effect thermal dissociation via localized resistance heating to form the intermediate carbon structure layer ( 43 ). Finally, a partial or continuous cementing with indifferent conductive varnish ( 18 ) is also possible. The strengths of the carbon scaffold dressings required for thermoelectric modules ( 1 ) can be varied sufficiently, depending on the raw materials and skilled work, to cement hard and hard.

In der Variante Einfachstabausführung mit metallischen (10) und nichtmetallischen Schäu­ men (31) vermitteln weiterkontaktierende Brückenelektroden (13) den Ther­ mostrom (5) durch die gesamte Reihenschaltung des thermoelektrischen Moduls (1). Sie entnehmen ihn endflächenkontaktierten, Ladungsträger sammelnden, thermoelek­ trisch indifferenten Kollektorhauben (15), die auf diese Weise die p/n- und n/p- Übergänge der durchgehend geschäumten Thermoschenkel (11) realisieren (siehe Ansprüche 4 und 5 in Fig. 1).In the single rod version with metallic ( 10 ) and non-metallic foams ( 31 ), contacting bridge electrodes ( 13 ) convey the thermal current ( 5 ) through the entire series connection of the thermoelectric module ( 1 ). They can be seen in the end face-contacting, charge carrier-collecting, thermoelectrically indifferent collector hoods ( 15 ), which in this way implement the p / n and n / p transitions of the continuously foamed thermal legs ( 11 ) (see claims 4 and 5 in Fig. 1) .

Die indifferente Kollektorhaube (15) ist ihrer Funktion nach vornehmlich eine geeignet "umfas­ send geformte" Aufbringung erhärteten, sich in den Poren kraftschlüssig verkit­ tenden, indifferenten Leitlacks (18), der thermisch und elektrisch hochleitend ist und elektrisch/thermisch weiterkontaktierend, Verbindungen für vorhergehende und nachfolgende Endflächen durchgehend geschäumter Thermoschenkel (11) gestattet. Insofern gestattet sich die Verbindung von Einfachstabformen über damit gestaltete, gegebenenfalls mit leitenden Armierungen (Drähte) versehene Brückenelektroden (13) (Fig. 1) oder, die durch verfugende Leitlackverkittung erzielbare Direktverbindungen von bo­ gigen oder abgewinkelten Formen (siehe Ansprüche 4 und 5) zuläßt. Die Kollektorhaube (15) kann vorrichtungsgemäß innerlich armiert sein mit heraus­ ragenden, thermisch eintragenden Wärmekälteleiteinrichtungen (21) (siehe An­ sprüche 4 und 5 in Fig. 1).The indifferent collector hood ( 15 ) is primarily a suitably suitably "comprehensively shaped" application hardened, non-positively sealing in the pores, indifferent conductive varnish ( 18 ), which is thermally and electrically highly conductive and electrically / thermally contacting, connections for previous ones and subsequent end faces of continuously foamed thermal legs ( 11 ) are permitted. In this respect, the connection of single rod shapes is possible via bridge electrodes ( 13 ) ( FIG. 1) designed with it, optionally provided with conductive reinforcements (wires) or which allows direct connections of bendy or angled shapes which can be achieved by means of conductive lacquer cementing (see claims 4 and 5) . The collector hood ( 15 ) can be internally armored in accordance with the device with protruding, thermally input heat-conducting devices ( 21 ) (see claims 4 and 5 in Fig. 1).

Aktivschenkelteile (2) (Ansprüche 6, 2, 7, Fig. 3a)Active leg parts ( 2 ) (claims 6, 2, 7, Fig. 3a)

Sie bestehen aus vornehmlich dichten, beidseitig leitend verkitteten Scheiben oder Schichten von Thermoelektrika (3), die Metalle, eigenleitende Elementhalb­ leiter, Verbindungshalbleiter, intermetallische Verbindungen oder intermediäre Pha­ sen, Mehrphasenlegierungen oder andere geeignete sein können oder deren geeig­ nete, so bezeichneten thermoelektroaktive Korngrößen (17) in einer elektrisch leitenden Einbettung aus ausgehärtetem, thermoelektrisch indifferenten Leitlacks (18), wobei dieser körperliche Verbund des Aktivschenkelteils (2) an seinen Oberflächen thermoelektrisches Potential der innerlichen thermoelektroaktiven Korngrößen (17) empfängt, der thermoelektrischen Anordnung hinzuaddiert und wei­ terkontaktiert und deshalb als thermoelektroaktive Kollektorhaube (19) aus ther­ moelektroaktivem Leitlack (16) unterbezeichnet wird.They consist of primarily dense, conductively cemented disks or layers of thermoelectrics ( 3 ), which can be metals, intrinsically conductive element semiconductors, compound semiconductors, intermetallic compounds or intermediate phases, multi-phase alloys or other suitable ones or their suitable, so-called thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) in an electrically conductive embedding made of hardened, thermoelectrically indifferent conductive varnish ( 18 ), this physical bond of the active leg part ( 2 ) receiving thermoelectric potential on its surfaces of the internal thermoelectroactive grain sizes ( 17 ), added to the thermoelectric arrangement and further contacted and therefore as thermoelectroactive collector hood ( 19 ) from ther moelectroactive conductive varnish ( 16 ) is under-labeled.

Geschäumte Passivschenkelteile (4) (Anspruch 6, Fig. 3a)Foamed passive leg parts ( 4 ) (claim 6, Fig. 3a)

Sie sind der mittige bis überwiegende Teil von Thermoschenkeln (7) mit Funktion einer wesentlichen Wirkungsgradverbesserung der gesamten thermoelektrischen An­ ordnung als Seebeck- oder Peltierelementenblock. Sie kontaktieren die endständigen Aktivschenkelteile (2).They are the central to predominant part of thermal legs ( 7 ) with the function of a significant improvement in the efficiency of the entire thermoelectric arrangement as a Seebeck or Peltier element block. You contact the terminal active leg parts ( 2 ).

Sie bestehen aus thermoelektrisch, indifferenten, vornehmlich geschäumten, metal­ lischen und nichtmetallischen Stoffkomponenten mit hohem elektrischen Leitwert, in Form metallischen (10) oder nichtmetallischen Schaums (31), wobei eine endständige Dichtedifferenzierung der vornehmlich geschlossenzelligen, Schaumstruktur vorhanden sein kann.They consist of thermoelectric, indifferent, mainly foamed, metallic and non-metallic material components with high electrical conductivity, in the form of metallic ( 10 ) or non-metallic foam ( 31 ), whereby a final density differentiation of the mainly closed-cell, foam structure may be present.

Die optimierte Schaumstruktur der geschäumten Passivschenkelteile (4) erbringt einen mehrfach höheren Wärmewiderstandswert, bei wesentlich geringeren Einbußen an elektrischer Durchlaßfähigkeit und damit die Befähigung zur drastischen Sen­ kung der Verlustwärmeströme (8).The optimized foam structure of the foamed passive leg parts ( 4 ) provides a heat resistance value that is several times higher, with considerably less loss of electrical permeability and thus the ability to drastically reduce the heat losses ( 8 ).

Zusammengesetzte Thermoschenkel (12) (siehe Anspruch 7, Fig. 3a)Compound thermo-legs ( 12 ) (see claim 7, Fig. 3a)

bestehen aus so bezeichneten, jeweils zwei endständigen Aktivschenkelteilen (2), die ein mittiges, geschäumtes Passivschenkelteil (4) kontaktieren. Dem geschäumten, dabei thermoelektrisch, indifferenten Passivschenkelteil (4) fällt die Aufgabe zu, thermischen Verlustwärmeübergang zu minimieren, bei höchstmöglicher Beibehal­ tung elektrischen Leitwerts. Es entwickelt also keine oder nur sehr geringe eigene thermoelektrische Spannungen. Die aus Thermoelektrika (3) bestehenden Aktivschen­ kelteile (2) bilden n/p- und p/n-Übergänge untereinander aus, mit Aufgabenstel­ lung der Entwicklung von Thermoströmen (5) bei Einwirkung an sie geeignet angeleg­ ter Temperaturgefälle. Sie sind als Intervalle oder dünne Scheiben natürlicher oder synthetisierter Thermoelektrika (3), z. B. geschnittene Pyrit- und Chalkopyrit­ scheiben mit den Endflächen der geschäumten Passivschenkelteile (4) und anderer­ seits miteinander kontaktiert. Die homogene Flächenkontaktierung übernimmt fugen­ ausfüllender, aushärtender, indifferenter Leitlack (18).consist of two terminal active leg parts ( 2 ), which contact a central, foamed passive leg part ( 4 ). The foamed, at the same time thermoelectric, indifferent passive leg part ( 4 ) has the task of minimizing thermal loss of heat transfer while maintaining the highest possible electrical conductivity. So it develops no or very little of its own thermoelectric voltages. The active leg parts ( 2 ) consisting of thermoelectrics ( 3 ) form n / p and p / n transitions with one another, with task development of thermal currents ( 5 ) when exposed to suitably applied temperature gradients. They are as intervals or thin slices of natural or synthesized thermoelectrics ( 3 ), e.g. B. cut pyrite and chalcopyrite discs with the end faces of the foamed passive leg parts ( 4 ) and others contacted with each other. The homogeneous surface contact takes over filling, curing, indifferent conductive varnish ( 18 ).

Um intensiven Wärmeeintrag zu erreichen, sind die geschnittenen Kristallscheiben na­ türlicher und oder synthetischer Thermoelektrika (3) mit thermisch konzentrierenden Endbereichen demgemäß thermisch eintragender Oberflächen an der äußeren Kristall­ scheibenoberfläche verbunden, die nachfolgend einen Übergang zu Brückenelektroden (13) hat (siehe Fig. 3a). Demgemäß sind diese zu oberflächenmäßig ausgebildeten Wärme- Kälte-Leiteinrichtungen (21) ausgeformt. Vorbildhaft ableitbar ist hier ebenso die konstruktive Lösung des thermischen Eintrags, die bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen thermischen Leitprofilkontaktierung (40) getroffen ist (siehe Ansprüche 4, 14, Fig. 3b).In order to achieve intensive heat input, the cut crystal wafers of natural and / or synthetic thermoelectrics ( 3 ) are connected to thermally concentrating end regions on the outer crystal wafer surface, which subsequently have a heat-transferring surface, which subsequently has a transition to bridge electrodes ( 13 ) (see FIG. 3a) . Accordingly, these are formed into surface-shaped heat / cold guide devices ( 21 ). The constructive solution to the thermal entry, which is made in the thermal guide profile contact ( 40 ) proposed according to the invention, can also be derived here in an exemplary manner (see claims 4, 14, FIG. 3b).

Es gelten weitere analoge Weiterkontaktierungsverfahren, wie für durchgehend geschäum­ te Thermoschenkel (11), z. B. mit thermoelektroaktiven Kollektorhauben (19) als Aktiv­ schenkelteile (2) (siehe Anspruchsmerkmal in Ansprüchen 6 und 7). There are further analogue further contacting methods, such as for continuously foamed thermal legs ( 11 ), for. B. with thermoelectroactive collector hoods ( 19 ) as active leg parts ( 2 ) (see claim feature in claims 6 and 7).

Integrierte Aktiv-Passiv-Thermoschenkel (14) im Ergebnis dichte- (23) und kom­ ponentendifferenzierter Schäumung (27) (Anspruch 8, Fig. 3b und 4)Integrated active-passive thermo-limbs ( 14 ) resulting in density- ( 23 ) and component-differentiated foaming ( 27 ) (claim 8, Fig. 3b and 4)

Für thermoelektrische Anwendungen bereits seit langem erkannte, wegen ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit nur bedingt geeignete, daher außer acht gelassene Metalle, sind durch das Metallschäumen nach den erfindungs- und verfahrensgemäßen Vorschlägen als jetzt wieder als interessante und wirksame Thermoelektrika (3) verwendbar.Metals that have long been recognized for their high thermal conductivity and are therefore not considered suitable due to their high thermal conductivity can now be used again as interesting and effective thermoelectrics ( 3 ) as a result of metal foaming according to the inventive and procedural proposals.

Sie werden in einer geeignet dicken Schicht differenziert so geschäumt, daß sie im Endbereich vor den beiden gegenüberliegenden Oberflächen der ausgebildeten Schicht metallischen Schaums (10) in wesentlich dichteren bis schaumfreien Zustand übergehen, der eine Lötung, Schweißung (auch mit Ultraschall) oder mechanische Kraftschlußkontaktierungen der oberflächennahen, dichteren Strukturen ermöglicht (siehe Anspruch 14, Anspruchsmerkmal Kontaktankerkralle (22)).They are foamed in a suitably thick layer in such a way that in the end area in front of the two opposite surfaces of the layer of metallic foam ( 10 ) they transition into a substantially denser to foam-free state, which involves soldering, welding (also with ultrasound) or mechanical frictional contacts near-surface, denser structures enables (see claim 14, claim contact anchor claw ( 22 )).

Die dichtedifferenzierte Schäumung (23) von Metallen und Nichtmetallen ist Ergebnis eines Regimes für Mikrowellen- und Induktionswechselfeldern, die anteilig dielektrische Erhitzung nichtleitfähiger oder Widerstandserwärmung leitfähiger Ansatzkomponenten in den noch dichten Grünansätzen bewirken. Ein ergänzendes barometrisches und akustisches Hilfsregime bewirkt gegebenenfalls in den blähbereiten, startklaren Vorhaltephasen das Auslösen und Zwischenstabilisieren der aufgehenden Schäume. In Anspruch 10 sind die Komponenten der Steuerregimes und ihre Wirkmechanismen benannt und erklärt. Mit der gleichen oder modifizierten technischen Apparatur wird eine noch in heißer Phase einsetzende Nachformierung der in den Schaumstruktur-Zellwänden noch polari­ sierbaren Wirkphasen vorgenommen (siehe Anspruch 15).The densely differentiated foaming ( 23 ) of metals and non-metals is the result of a regime for microwave and induction alternating fields, which cause proportionally dielectric heating of non-conductive or resistance heating of conductive batch components in the still dense green batches. A supplementary barometric and acoustic auxiliary regime may trigger and temporarily stabilize the rising foams in the ready-to-blow, ready-to-hold phases. In claim 10, the components of the tax regime and their mechanisms of action are named and explained. With the same or modified technical equipment, a reformation of the active phases which can still be polarized in the foam structure cell walls is carried out while the phase is still hot (see claim 15).

Danach wird die durch dichtedifferenzierte Schäumung (23) gewonnene Gesamtauflage metallischen Schaums (10) - in dieser differenzierten, geschlossenzelligen Struktur oberbegrifflich so bezeichnungsfähig - längs und quer in sogenannte Stabformen in­ tegrierter Aktiv-Passiv-Thermoschenkel (14) geeigneten Querschnitts zerschnitten, wie dies normalerweise für ein günstiges Stromspannungsverhältnis in thermoelektri­ schen Anordnungen notwendig ist. Demgemäß sind aus metallischen Schäumen (10) ge­ winnbare, integrierte Aktiv-Passiv-Thermoschenkel (14) charakterisiert durch 100% Materialanteil Thermoelektrikum (3) - wenn man von Tränkloten in offenporigen Eindringbereichen geschnittener Kontaktierungsoberflächen absieht - vorwiegend als Metall, das mit dichter werdendem geschlossenzelligem Aufbau des metalli­ schen Schaums (10) in eine feinporig werdende, oberflächennahe, dichtere, bis duktile Phase unter den endständigen Deckflächen übergeht.Thereafter, the total layer of metallic foam ( 10 ) obtained by density-differentiated foaming ( 23 ) - in this differentiated, closed-cell structure, so termed as a term - is cut lengthways and crosswise into so-called rod shapes in a tied active-passive thermo-leg ( 14 ) of suitable cross-section, as is normally the case is necessary for a favorable current-voltage ratio in thermoelectric arrangements. Accordingly, from active foaming ( 10 ), integrated active-passive thermo-limbs ( 14 ) can be characterized by 100% thermoelectric material ( 3 ) - apart from impregnated solder in open-pore penetration areas of cut contacting surfaces - predominantly as metal, which becomes denser with closed-cell cells Structure of the metallic foam ( 10 ) into a fine-pored, near-surface, denser until ductile phase passes under the terminal cover surfaces.

Erweiternd hierzu gestattet sich ein stufiger Dreizonenaufbau von integrierten Thermo­ schenkeln (14) durch Ansetzen und Schäumen von dreilagigen Grünlingsschichten für nichtmetallische Schaumstrukturen, die sich auszeichnen durch einen mittigen, leitwertoptimierten Zwischenbereich (35) mit dafür verantwortlicher durchkontaktierender Wirkphase (26), die in ober- und unterseitige elektrothermoaktive Endzonen (34) übergeht. Dieses Verfahren wird erfindungsgemäß als komponentendifferenzierte Schäumung (27) (siehe Anspruch 11) bezeichnet. Es spart bei Serienfertigung von thermoelektrischen Modulen (1) große Mengen Thermoelektrika (3) ein.In addition to this, a step-by-step three-zone structure of integrated thermal limbs ( 14 ) is possible by attaching and foaming three-layer green body layers for non-metallic foam structures, which are characterized by a central, conductance-optimized intermediate area ( 35 ) with a responsible through-contacting active phase ( 26 ), which and underside electrothermoactive end zones ( 34 ) passes over. According to the invention, this method is referred to as component-differentiated foaming ( 27 ) (see claim 11). It saves large quantities of thermoelectrics ( 3 ) in the series production of thermoelectric modules ( 1 ).

Die endständigen Deckflächen werden mit vorgenannten elektrischen/mechanisch kittenden Verbindungsarten in analoger Weise wie bei durchgehend geschäumten Ther­ moschenkeln (11) vermittels indifferenter Kollektorhauben (15), leitlackverkitte­ ten Brückenelektroden (13) zu p/n- und n/p-Übergängen kontaktiert und mit analogen Wärme-Kälte-Leiteinrichtungen (21) versehen (siehe Anspruch 5 abgeleitet von Bauformen in Fig. 1 und 3).The terminal top surfaces are contacted with the aforementioned electrical / mechanical cementing types of connection in a manner analogous to that of continuously foamed thermal muscles ( 11 ) by means of indifferent collector hoods ( 15 ), conductive lacquered bridge electrodes ( 13 ) to p / n and n / p transitions analog heat / cold control devices ( 21 ) provided (see claim 5 derived from designs in Fig. 1 and 3).

Für integrierte Aktiv-Passiv-Thermoschenkel (14) sind wie bei obengenannten Ausfüh­ rungsformen gerade Stab- oder bogige oder abgewinkelte Formen beansprucht (siehe Anspruch 7).For integrated active-passive thermo-limbs ( 14 ) straight rod or curved or angled shapes are claimed as in the above-mentioned embodiments (see claim 7).

Eine vorteilhaft anwendbare, in die die dichten Schaumoberstrukturen einstechende, kraftschlüssige und verlötbare Kontaktierung ist noch die mit vorverzinnten Kon­ taktankerkrallen (22) bei metallgeschäumten integrierten Aktiv-Passiv-Thermoschenkeln (14) (siehe Anspruch 14, Fig. 4). Die Kontaktankerkrallen (22) können auch mit einer in jeder Hinsicht indifferenten Schicht aus Titan/Silber/Palladium überzogen sein.An advantageously applicable, in which the dense foam upper structures engaging, non-positive and solderable contacting is still with pre-tinned Kon contact anchor claws ( 22 ) in metal-foamed integrated active-passive thermal legs ( 14 ) (see claim 14, Fig. 4). The contact anchor claws ( 22 ) can also be coated with a layer of titanium / silver / palladium which is indifferent in every respect.

Bei nichtmetallischen Schäumen (31) übernimmt kapillar eindringender, später aushärtender indifferenter Leitlack (18) die Rolle des Zinns. Hierzu wird die Schaumstrukturoberfläche mit der Kontaktankerkralle (22) vorgestochen, benetzt und dann bleibend eingekrallt.In the case of non-metallic foams ( 31 ), capillary penetrating, later hardening indifferent conductive lacquer ( 18 ) takes on the role of tin. For this purpose, the surface of the foam structure is pre-pierced with the contact anchor claw ( 22 ), wetted and then permanently clawed.

Die differenzierte Grenzschichtschäumung (29) zur Herstellung thermoelektrischer Stränge (28) (Anspruch 13, 23, 27, Fig. 5)The differentiated boundary layer foaming ( 29 ) for the production of thermoelectric strands ( 28 ) (claim 13, 23, 27, Fig. 5)

Nach Anspruchsmerkmalen des Anspruch 13 wird ein fachmännisch auszugestaltendes, technisch anspruchsvolles Verfahren vorgeschlagen, das eine Erweiterung der dichte­ differenzierten Schäumung (23) hin zur differenzierten Grenzschichtschäumung (29) thermoelektroaktiver Metallpaarungen vorsieht, die im Rahmen steuerbarer, technischer Durchschubverfahren realisierbar ist. Vorrichtungsgemäß wird hierzu vorgeschlagen, daß ein formstabilisierter, dichter Strang aus vorher vornehmlich ultraschallverschweißten, verkitteten, verklebten oder druckkontaktierten, prismatischen oder geeigneten Querschnitten von Intervallen hintereinanderfolgender, metallischer - oder anderer für dieses Verfahren geeigneter - Thermoelektrika (3) durch geeignete mittel bis höherfrequentere Induktionsfelder geschoben wird, die einem intensitäts- und frequenzregelndem Regime für Induktions­ schmelz-Schaumhaube, dielektrische Erhitzung, Druck umgebender Schutzgasatmosphären und frequenzdurchlaufender Rüttelung durch beispielsweise mechanisch geleiteten Schallfrequenzen aus wechselstrombeaufschlagten, vibrierenden Tauchspulen in Ringspalten starker Permanentmagneten unterworfen ist.According to the features of claim 13, a technically sophisticated, technically demanding method is proposed, which provides for an expansion of the dense differentiated foaming ( 23 ) to the differentiated boundary layer foaming ( 29 ) of thermoelectroactive metal pairs, which can be realized within the framework of controllable, technical push-through processes. According to the device, it is proposed that a dimensionally stabilized, dense strand of previously primarily ultrasonically welded, cemented, glued or pressure-contacted, prismatic or suitable cross-sections of intervals of successive, metallic - or other suitable for this method - thermoelectrics ( 3 ) pushed by suitable medium to higher frequency induction fields is subjected to an intensity and frequency-regulating regime for induction melting foam hood, dielectric heating, pressure surrounding protective gas atmospheres and frequency shaking through, for example, mechanically guided sound frequencies from alternating current-applied, vibrating plungers in annular gaps of strong permanent magnets.

Im Ergebnis einer Regimesteuerung für wählbare Schaumstrukturen - betreffend die Anteile dielektrischer und induktiver Energieeinträge - erfährt der durchzuschiebende Strang, zusammengesetzt aus den Intervallen der zu paarenden Thermoelektrika (3), unter Reckung und Durchmesserzunahme schließlich eine fortlaufende, graduell ein­ stellbare, dichtedifferenzierte Schäumung dahingehend, daß sich optimale p/n- und n/p-Übergänge und deren gleichzeitige Hintereinanderschaltung ergeben. Wenn die strangvorgepreßten Grünlingsintervalle für strangverkettbare Thermoschenkel (7) nach der Dreischichtmethode angesetzt werden, ergibt sich für den zu schäumenden Strang der Vorteil einer komponentendifferenzierten Schäumung (27) mit leitwertoptimiertem Zwischenbereich (35) und thermoelektroaktiven Endzonen (34) (Ansprüche 13, 11, Fig. 5). Den thermischen Eintrag für die p/n- und n/p-Übergänge der strangförmigen Anordnung übernehmen zwischenkontaktierende, voll im Schaumverbund liegende, feinporige bis dichte, thermisch elektrisch hochleitende, jedoch indifferente Zonen, die strangseit­ lich sich nach außen - jeweils um 180 Grad versetzt - in verbreiternde und verlänger­ te Wärme-Kälte-Leiteinrichtungen (21) mit Teflonüberzug fortsetzen (siehe Anspruch 13, Fig. 5). In Fig. 5 ist für die thermische Kontaktierung der indifferenten Zone eine rein thermisch übertragende Ringkontaktierung dargestellt, die sich wechselseitig nach außen in die äußeren thermisch eintragenden Oberflächenbereiche der so insgesamt aufgebauten Wärme-Kälte-Leiteinrichtung (21) fortsetzt. Die so vorgenommene, alternierende Anordnung kann Temperaturangebote abgreifen, in den Thermoschenkelübergängen zu elektrischer Leistung wandeln und an den Strangenden des so bezeichneten thermoelektrischer Strangs (28) über bereits nennenswerte Arbeitsspannungen bis in den Zehnvoltbereich anbieten. Mit handwerklich einfacher Methode lassen sich anpaßbare Zuschnitte und flächen­ hafte Reihenschaltungen beliebiger Arbeitsspannungen realisieren, die bei Pyrit/­ Chalkopyrit-Thermopaarungen oder Bleiglanz-Homojunktionen mit wenigen thermo­ elektrischen Strängen (28) die Spannungswerte von Autobatterien erreichen.As a result of regime control for selectable foam structures - regarding the proportions of dielectric and inductive energy inputs - the strand to be pushed through, composed of the intervals of the thermoelectrics to be paired ( 3 ), finally undergoes continuous, gradually adjustable, density-differentiated foaming to the extent that there are optimal p / n and n / p transitions and their simultaneous connection in series. If the strand-pressed green body intervals for strand-linkable thermal legs ( 7 ) are applied according to the three-layer method, the advantage of a component-differentiated foaming ( 27 ) with conductance-optimized intermediate region ( 35 ) and thermoelectroactive end zones ( 34 ) results for the strand to be foamed (claims 13, 11, Fig . 5). The thermal entry for the p / n and n / p transitions of the strand-like arrangement is carried out by inter-contacting, fully porous to dense, thermally electrically highly conductive, but indifferent zones, which lie completely in the foam composite, and which are offset from one another on the strand side - each by 180 degrees - In widening and lengthened heat-cold guide devices ( 21 ) with Teflon coating continue (see claim 13, Fig. 5). In Fig. 5 the indifferent zone is illustrated a purely thermal transferring Ringkontaktierung for thermal conduction and improve the overall so-structured heat-cold guide device (21) continues mutually outward in the outer thermally-entraining surface areas. The alternating arrangement made in this way can tap temperature offers, convert them to electrical power in the thermocouple transitions, and offer them at the strand ends of the so-called thermoelectric strand ( 28 ) via already noteworthy working voltages down to the ten-volt range. Adaptable cuts and flat series connections of any working voltages can be achieved with a simple method, which achieve the voltage values of car batteries with pyrite / chalcopyrite thermocouples or galenical homojunctions with a few thermoelectric strands ( 28 ).

Druckkontaktierte thermoelektrische Stränge (32) (Anspruch 13, abgeleitet von Fig. 5)Pressure-contacted thermoelectric strands ( 32 ) (claim 13, derived from Fig. 5)

Sie sind im Aufbau prinzipiell gleich, erlauben aber ein Auswechseln diverser Thermoschenkel (7) mit und ohne Schaumstrukturanteil. Sie präsentieren ein regel­ rechtes Baukastensystem, das man stets umbestücken und anschließend störfrei innerhalb einer Röhre druckkontaktieren kann. Die indifferenten, die p/n- und n/p- Übergänge zwischenkontaktierenden, stranginneren Oberflächen der Wärme-Kälte-Leiteinrichtungen (21) sind beidseitig mit dünnen Auflagen von Leit­ gummi (37) oder geeignet oberflächenausgebildeten, elastisch wirkenden, indif­ ferenten Metallfolien (38) versehen, die der axialen Druckkontaktierung eine straff federnde Dauerkomponente verleihen.They are basically the same in structure, but allow the replacement of various thermal legs ( 7 ) with and without a foam structure component. They present a real modular system that can always be repositioned and then pressure-contacted within a tube without interference. The indifferent, the p / n and n / p transitions between the inner, strand-contacting surfaces of the heat-cold guide devices ( 21 ) are covered on both sides with thin layers of conductive rubber ( 37 ) or suitable surface-formed, elastic-acting, indifferent metal foils ( 38 ) provided, which give the axial pressure contact a taut resilient permanent component.

Oberflächenkontaktierung größerzelligen, metallischen Schaums (10) mit Tränkle­ gierung und Kontaktankerkrallen (Anspruch 14, Fig. 4)Surface contacting of large-celled, metallic foam ( 10 ) with soaking alloy and contact anchor claws (claim 14 , Fig. 4)

Sollte eine dichtedifferenzierte Schäumung (23) nicht, sondern nur homogen mit gleicher Zellengröße möglich sein, so läßt sich das thermoelektrisch indifferente Zinnbleilot 84171 00070 552 001000280000000200012000285918406000040 0002019925960 00004 84052oder anderes leicht fließendes, thermoelektrisch indifferentes Weichlot (silberhaltiges) in die plangeschnittenen, offenporigen Deckflächen der fertig geschnittenen Rohlinge kapillar einbringen. Die geschnittenen Rohlinge sind demgemäß schon als durchgehend geschäumte Thermoschenkel (11) zu betrachten, deren Enden durch kapillare Zinnlotaufnahme nur noch duktil und damit kontaktfähig gemacht werden müssen. Die Weiterführung des Thermostromes (5) erfolgt neben bereits genannten und beanspruchten Kontaktierungsarten mit unterseitig, kraft­ schlüssig in die zinnversetzte, endflächige Schaumstruktur drei- oder mehrdimen­ sional einstechenden, geeignet ausgeformten, vorverzinnten Kontaktankerkrallen (22), die in einen weiterführenden starken Draht geeigneten Leitermaterials (meist Kupfer) übergehen, der in Leitlack aufzuformender indifferenter (15) oder thermoelektro­ aktiver Kollektorhauben (19) gebettet wird. Eine Hauchversilberung, zumindest eine Glanzverzinnung ist vorteilhaft, da blankes Kupfer allerhand schleichende Kor­ rossionserscheinungen entwickeln kann. Der hauchdünne Silberüberzug ist ideal - muß aber vor der Leitlackbettung sicher vor schwefelwasserstoffhaltiger Luft ge­ schützt werden. Neben einfachen, erfüllen doppelkrallige Kontaktankerkrallen (22) sowie hiervon ausgehende, gebogene, gegebenenfalls spiralig, flexible Brückenformen, bis hin zu mittigen Kühlkörperformen in der Verlängerung eine wichtige Mehrfach­ funktion hinsichtlich einer Ausbildung der p/n- und n/p-Übergänge, Volleintrag thermischer Angebote und flächenhaft, dreidimensionale Anpaßbarkeit (siehe An­ spruch 14, Fig. 4).If density-differentiated foaming ( 23 ) is not possible, but only homogeneously with the same cell size, then the thermoelectrically indifferent tin lead 84171 00070 552 001000280000000200012000285918406000040 0002019925960 00004 84052 or other easy-flowing, thermoelectrically indifferent soft surface in the open, porous silver plating, the open, porous surface Insert cut blanks capillary. The cut blanks are accordingly to be regarded as continuously foamed thermo-limbs ( 11 ), the ends of which only have to be made ductile and thus capable of contact by capillary tin solder. The continuation of the thermal current ( 5 ) takes place in addition to the already mentioned and claimed types of contacting with three-sided or more dimensionally piercing, suitably shaped, pre-tinned contact anchor claws ( 22 ) that forcefully penetrate into the tin-staggered, end-face foam structure and that fit into a further strong wire of suitable conductor material ( usually copper), which is embedded in conductive varnish to be indifferent ( 15 ) or thermoelectrically active collector hoods ( 19 ). A touch silver plating, at least a gloss tinning is advantageous, since bare copper can develop all kinds of creeping signs of corrosion. The wafer-thin silver coating is ideal - but must be protected against air containing hydrogen sulfide before the conductive varnish bedding. In addition to simple, double-clawed contact anchor claws ( 22 ) and the curved, possibly spiral, flexible bridge shapes that extend from them, to central heat sink shapes in the extension, perform an important multiple function with regard to the formation of the p / n and n / p transitions, full thermal input Offers and extensive, three-dimensional adaptability (see claim 14, Fig. 4).

Diese Art der zinnverfestigenden Kontaktierung ist demzufolge für durchgehend geschäumte Thermoschenkel (11) aus metallischen (10) und nichtmetallischen Schäumen (31) anzuwenden.This type of tin-strengthening contact is therefore to be used for continuously foamed thermal legs ( 11 ) made of metallic ( 10 ) and non-metallic foams ( 31 ).

Metallauswahl zur Herstellung thermoelektroaktiver, metallischer, gleichzelliger oder dichtedifferenzierter Schäumungen (23) für durchgehend geschäumte Thermoschenkel (11) mit homogener Wirkphasenverteilung und möglicher, dichter Ausführungsformen von Aktivschenkelteilen (2) für zusammengesetzte Thermoschenkel (12)Metal selection for the production of thermoelectroactive, metallic, same-cell or density-differentiated foams ( 23 ) for continuously foamed thermal legs ( 11 ) with homogeneous active phase distribution and possible, dense embodiments of active leg parts ( 2 ) for composite thermal legs ( 12 )

Längs der erfindungsgemäßen Ihermoschenkel (7) mit Schaumstrukturanteil können im Gegensatz zu derzeitigen, konventionellen, vorrichtungsgemäßen Typen, vergleichs­ weise nur noch äußerst schwache Verlustwärmeströme (8) fließen, da die Schaum­ strukturen einen extrem hohen Wärmewiderstand im Vergleich zu dichten Metal­ len entgegensetzen. Sie rücken an die K-Werte von Schaumbeton heran, da sich die Zellwände sehr dünn - und hiervon ausgehend - sehr große innere Oberflächen aus­ bilden lassen. Immerhin verbleiben den metallischen Schäumen (10) noch ausreichend hohe, elektrische Leitwerte.In contrast to current, conventional, device-like types, comparatively only extremely weak heat losses ( 8 ) can flow along the thermos ( 7 ) according to the invention with a foam structure component, since the foam structures oppose an extremely high thermal resistance in comparison to dense metals. They are approaching the K values of foam concrete, since the cell walls can be made very thin - and based on this - very large inner surfaces. After all, the metallic foams ( 10 ) still have sufficiently high electrical conductivities.

Das macht sie jetzt wieder attraktiv thermoelektrische Anwendungen. Diese scheiterten bisher aus Gründen der hoher Verlustwärmeströme (8) und den - teils bescheidenen - thermoelek­ trischen Einzelspannungen. That makes them attractive thermoelectric applications again. These have so far failed due to the high heat losses ( 8 ) and the - sometimes modest - thermoelectric single voltages.

So verbrauchte die Gülchersche Thermosäule zu Beginn dieses Jahrhunderts 170 Liter Leuchtgas pro Stunde bei einer - allerdings sehr zuverlässigen - Dauerleistung der 66 Kompaktelemente aus jeweiligen Nickel/Antimonlegierung-Thermopaarungen von 12 Watt bei 4 Volt Arbeitsspannung. Die Hintereinanderschaltung ergab immerhin einen Dauerkurz­ schlußstrom von 6 Ampere. Nebenher konnte das Gerät Räume spürbar durchheizen. Äquivalente, elektrische Leistung bedarf bei gleichem Weg eines viel geringeren Querschnittes, um noch ohne Einbußen passieren zu können. Durch Entfernung der hohen Wärmeleitfähigkeiten duktiler Metalle verbleiben ausgezeichnete Rahmenbe­ dingungen für die thermoelektrische Nutzung der metallischen Schäume (10). Folgende, seit langem erprobte Metallpaarungen mit folgenden Thermospannungen (in Millivolt) pro 100 Grad Celsius Temperaturunterschied erscheinen aussichts­ reich für die erfindungsgemäßen, vorgeschlagenen Ausführungsformen von neuarti­ gen Thermoschenkeln (7) mit hochprozentigem Schaumstrukturanteil:
At the beginning of this century, the Gülcher thermopile consumed 170 liters of luminous gas per hour with a - however very reliable - continuous output of the 66 compact elements made of nickel / antimony alloy thermocouples of 12 watts at 4 volts working voltage. The series connection resulted in a continuous short-circuit current of 6 amps. In addition, the device could noticeably heat rooms. Equivalent electrical power requires a much smaller cross-section in the same way in order to be able to pass without loss. By removing the high thermal conductivities of ductile metals, excellent framework conditions remain for the thermoelectric use of the metallic foams ( 10 ). The following, long-proven metal pairings with the following thermal voltages (in millivolts) per 100 degrees Celsius temperature difference appear promising for the proposed embodiments of novel thermo-limbs ( 7 ) with a high percentage of foam structure:

Im Ergebnis herzustellender, thermoelektrischer Module (1) können die Längen dieser durchgehend geschäumten Thermoschenkel (11) wesentlich kürzer gewählt werden (Gewinn an elektrischem Leitwert des thermoelektrischen Moduls) und thermi­ sche Angebote mit einem hohen Wirkungsgrad in elektrische Arbeit gewandelt werden. Die Kontaktierung der Enden der integrierten Aktiv-Passiv-Thermoschenkel (14) oder der anderen vorgeschlagenen Varianten mit Metallschaumstrukturanteil zu ther­ mostromerzeugenden p/n- und n/p-Übergängen ist mit vorgenannten und allen übrigen ausgereiften, konventionellen Methoden durchführbar. As a result of the thermoelectric modules ( 1 ) to be produced, the lengths of these continuously foamed thermal legs ( 11 ) can be selected to be significantly shorter (gain in electrical conductivity of the thermoelectric module) and thermal offers can be converted into electrical work with a high degree of efficiency. The contacting of the ends of the integrated active-passive thermo-limbs ( 14 ) or of the other proposed variants with a metal foam structure component to the p-n and n / p transitions generating thermostyrene can be carried out using the aforementioned and all other sophisticated, conventional methods.

Elektrische und stoffliche Eigenschaften erzgewachsener, hydrothermal auskristal­ lisierter, natürlicher Verbindungshalbleiter hinsichtlich der Verwendung als thermo­ elektroaktive Korngrößen (17) sowie die intermetallischer Verbindungen und synthetischer, halbleitender Elemente und VerbindungenElectrical and material properties of ore grown, hydrothermally crystallized, natural compound semiconductors with regard to their use as thermo-electroactive grain sizes ( 17 ) as well as the intermetallic compounds and synthetic, semiconducting elements and compounds

Diese bieten eine riesige Auswahl von Thermoelektrika (3) mit weitaus höheren differentiellen Ihermokräften. Metalle besitzen höchste Konzentrationen an frei­ en Elektronen 1022/cm3, die jedoch kaum temperaturabhängig ist. Energie und Geschwindigkeit der Elektronen sind betragsmäßig wenig verändert. Nun sind aber gerade unterschiedliche Energie, Geschwindigkeit und Konzentration der beiden La­ dungsträgerarten - Elektronen und Löcher - ein stark temperaturabhängiges Charak­ teristikum halbleitender Verbindungen, die sie weitaus besser als Metalle dazu befähigen, zwischen kalten und heißen Kontaktstellen daraus gefertigter Thermoschenkel (7) ein Potential auszubilden (siehe Fig. 3a).These offer a huge selection of thermoelectrics ( 3 ) with far higher differential thermal forces. Metals have the highest concentrations of free electrons 10 22 / cm 3 , which, however, is hardly temperature-dependent. There is little change in the amount of energy and speed of the electrons. Now, however, the different energy, speed and concentration of the two charge carrier types - electrons and holes - are a highly temperature-dependent characteristic of semiconducting compounds, which enable them much better than metals to develop a potential between cold and hot contact points made from thermo-limbs ( 7 ) (see Fig. 3a).

So zeigen Pyritbrocken mit einer effektiven Ladungsträgerkonzentration von über 1015 und einer Beweglichkeit von 200 cm 2/Vs oder Brocken von Chalkopyrit oder solche aus Galenit (höhere Werte) differenziert bei Erwärmung einen starken, halbleitertypischen + Anstieg ihrer Leitfähigkeiten. Das wird durch den einfachen Versuch einer Reihenschaltung der glänzenden Erzbrocken (Verbindungshalbleiter) mit einer 12 Volt-Autobatterie, einer Scheinwerfer­ glühlampe und etwas Draht belegt.For example, pyrite chunks with an effective charge carrier concentration of over 10 15 and a mobility of 200 cm 2 / Vs or chunks of chalcopyrite or those made of galena (higher values) differentiate a strong, semiconductor-typical + increase in their conductivities when heated. This is evidenced by the simple attempt to connect the shiny ore lumps (compound semiconductors) in series with a 12 volt car battery, a headlight bulb and some wire.

Die differentielle Thermokraft eines zufällig gewählten Pyritbrockens in Paarung mit nor­ malem Kupferdraht lag in nachfolgend beschriebenem "eigentlichen" Versuch über Eigenleitfähigkeiten verschieden kristallisierten Pyrits und anderer diverser Kri­ stallformen von Kiesen, Blenden und Glanzen - im Bereich zwischen 20 und 80 Grad Celsius bei etwa dem doppelten nachfolgend aufzufindenden Tabellenwert von 130 Mikrovolt/Grad Celsius.The differential thermal force of a randomly selected pyrite chunk in combination with nor copper wire was in the "actual" experiment described below Intrinsic conductivities of differently crystallized pyrites and other diverse crystals stall forms of gravel, screens and sheen - in the range between 20 and 80 degrees Celsius at about twice the subsequent table value of 130 microvolts / degrees Celsius.

Der Leitfähigkeitsversuch mit einem kleinkristallinen, unregelmäßigen Pyritbrocken ergibt nun folgende Beobachtung: Beim Schließen des Stromkreises fließt ein anfäng­ lich schwacher Strom, der nur zum schwachen Glimmen einer Wolframwendel, aber zu gleichzeitigem Temperaturanstieg der umgebenden, drahtspitzenkontaktierten Pyrit­ oberfläche ausreicht. Es erfolgt schließlich ein sprunghaftes Hellbrennen der Schein­ werferglühlampe, wenn die aktuelle Leitfähigkeitszone des erzgewachsenen Verbin­ dungshalbleiters einen Temperaturanstieg von ca. 30 bis 40 Grad Celsuis absolviert hat. Die verschiedenen Erwärmungsgrade wurden indes zur Thermospannungsmessung benutzt. Der gleiche Versuch mit einem regelmäßigen, kubischen Einkristall aus Pyrit erbringt anfangs gleich ein Hellstrahlen der Wolframwendel, wie das schon mit unregelmäßi­ gen Brocken von Chalkopyrit oder Arsenopyrit möglich ist.The conductivity test with a small crystalline, irregular chunk of pyrite results in the following observation: When the circuit is closed, a start flows weak current, which only for the faint glow of a tungsten filament, but too simultaneous temperature rise of the surrounding, tip-contacted pyrite surface is sufficient. Finally there is a sudden blaze of light throwing light bulb if the current conductivity zone of the ore-grown verbin semiconductor has undergone a temperature rise of approx. 30 to 40 degrees Celsuis. The different degrees of heating were used for the measurement of the thermal voltage. The same experiment with a regular cubic single crystal made of pyrite yields  in the beginning, a bright ray of the tungsten filament, like that with irregular chunks of chalcopyrite or arsenopyrite is possible.

Hieraus folgt, daß für diskrete Aktivschenkelteile (2) Scheiben aus diesem kubi­ schen Einzelkristall beste Eignung besitzen, da jede Richtung im Kristall vorzüg­ liche Leitfähigkeit und damit gleich hohe Thermo-EMK liefert.It follows from this that disks made of this single cubic crystal have the best suitability for discrete active leg parts ( 2 ), since each direction in the crystal provides excellent conductivity and thus equally high thermal EMF.

Eine Erwärmung der durchwachsenen oktaedrischen Brocken erbringt dann noch deutlich höhere Leitwerte. Diese reichen zum Betreiben zweier Glühlampen über eine Draht­ spitzenkontaktierung aus. Eine Flächenkontaktierung des Pyrits beseitigt somit jegliche Übergangsprobleme. Die in den Versuch einbezogenen, aus einer Dolomitverwachsung herausgebrochenen Bleiglanzkristalle (PbS) erbrachten in weiterer Versuchsdurchführung überragende thermoelektrische Spannungen und Ströme mit solar erreichbaren Temperatur­ angeboten und -gradienten, die auf Grund ihrer anisotropen Eigenschaft nur bei "richtig orientiertem Aufsetzen der Drahtspitzen auf bestimmte Oberflächenteile des Kristalls" abnehmbar waren.A warming of the through-grown octahedral chunks then results significantly higher guide values. These are sufficient to operate two light bulbs via a wire tip contact out. A surface contact of the pyrite eliminates any Transition problems. Those included in the experiment, from a dolomite overgrowth Broken-out galena crystals (PbS) yielded further experiments Outstanding thermoelectric voltages and currents with a temperature that can be reached by solar energy offered and gradients, which due to their anisotropic property only with "correct oriented placement of the wire tips on certain surface parts of the crystal " were removable.

Die einfache Versuchsausführung beweist zusammenfassend eindeutig den bereits lange bekannten, halbleitenden Charakter bergmännisch gewinnbarer Blenden, Glanze und Kiese und damit ihre Eignung zur äußerst preiswerter Herstellung von Thermo­ schenkeln (7), besser jedoch den erfindungsgemäßen mit Schaumstrukturanteil. Damit läßt sich der preiswerte Pyrit- sowie viele andere bergmännisch gewinnbare elektrisch halbleitende Kristallstrukturen - mit vergleichsweise geringen Kosten (gegenüber teuerer synthetischer Thermoelektrika, wie z. B. Wismuttelluride) zur Gewinnung thermo­ elektrischen Stroms einsetzen.The simple experimental design in summary clearly proves the long-known, semiconducting character of mineable orifices, sheen and gravel and thus their suitability for the extremely inexpensive manufacture of thermo-limbs ( 7 ), but better the foam structure portion according to the invention. This means that the inexpensive pyrite and many other minable, electrically semiconducting crystal structures can be used to obtain thermoelectric current at comparatively low cost (compared to expensive synthetic thermoelectrics, such as bismuth tellurides).

Nach erfindungsgemäßen Vorschlägen sind zerteilte Fraktionen innerhalb thermoelektro­ aktiver Kollektorhauben (19) oder geschnittene Kristallscheiben von größeren, hydrothermal gewachsenen Kristallen des Pyrits, Chalkopyrits und anderen ähnlich wirksam und geeignet.According to the proposals according to the invention, divided fractions within thermoelectroactive collector hoods ( 19 ) or cut crystal wafers of larger, hydrothermally grown crystals of pyrite, chalcopyrite and others are similarly effective and suitable.

Pyrit kommt oft in ausreichend dimensionierten kubischen Einkristallen vor und kann mit Kupfer zu leistungsfähigen thermoelektrischen Modulen (1) "aus dem Berg" heraus verarbeitet werden, wobei viele dünne Scheiben aus einem Kristall genau die Hälfte so vieler thermoelektrischer Einzelelemente ergeben - mit erheblich geringerem Innenwiderstand und wesentlich flacherer Baugröße - als es die Verwendung ganzer Kristalle zuläßt. Sogar rasierklingendünne Schichten sind gleich wirksam für die Entwicklung der Thermo-EMK. Es lassen sich die beim Kristallzerschneiden entstehenden Körner und Stäube der erzge­ wachsenen Verbindungshalbleiter wiederum in Leitlackeinbettungen zur Herstellung thermoelektroaktiver Kollektorhauben (19) oder zur Ausbildung thermoelektroaktiver Endzonen (34) (Ansprüche 4 und 6) verwenden.Pyrite often occurs in sufficiently dimensioned cubic single crystals and can be processed with copper to high-performance thermoelectric modules ( 1 ) "out of the mountain", whereby many thin disks made of one crystal produce exactly half as many thermoelectric individual elements - with considerably lower internal resistance and much flatter size - than the use of whole crystals allows. Even razor-thin layers are equally effective for the development of thermal EMF. The grains and dusts of the ore grown compound semiconductors which arise during crystal cutting can in turn be used in conductive coating embeddings for the production of thermoelectroactive collector hoods ( 19 ) or for the formation of thermoelectroactive end zones ( 34 ) (claims 4 and 6).

Nachbesserungen der thermoelektrischen EigenschaftenImprovements to the thermoelectric properties

Auf amorphen Substraten abscheidbare, verwachsende Dünnschichten gestatten sich auch über transportierenden oder synthetisierenden Dampfphasentransport. Desglei­ chen ist ein temperndes, ordnendes Rekristallisieren mit oder ohne Polarisationsfelder möglich. Die Zerteilungsgrade - bezeichnet als thermoelektroaktive Korngrößen (17) erhalten durch diese Felder in harzzähen Phasen von Lackgrundkomponenten unter Feldeinfluß eine thermoelektrische Vorzugsrichtung in dem später erhärtenden Verbund (z. B. eines thermoelektroaktiven Leitlacks (16)). Ionenreinigen ist ebenso möglich bei Pyritkristallstruktu­ ren (siehe Anspruch 15).Growing thin layers that can be deposited on amorphous substrates also allow themselves to be transported or synthesized vapor phase transport. Likewise, tempering, ordering recrystallization is possible with or without polarization fields. The degrees of division - referred to as thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) are given a thermoelectric preferred direction in the later hardening composite (e.g. a thermoelectroactive conductive lacquer ( 16 )) in the resin-tough phases of basic lacquer components under the influence of the field. Ion cleaning is also possible with pyrite crystal structures (see claim 15).

Ursachen der Thermospannung an Pyrit und GalenitCauses of thermal stress on pyrite and galena

Bei Metallen, Elementhalbleitern, Verbindungshalbleitern, intermetallischen Verbindungen oder intermediären Phasen treten drei thermospannungsbildende Komponenten auf:
Elektronendiffusionsanteil oder Volumenkomponente, Kontaktpotential und Phonon- Drag-Anteil. Letztere bezieht sich auf eine Wechselwirkung zwischen Elektronen und Phononen, bei der Phononen mit ihrer Bewegung vom wärmeren zum kälteren Ende Elektronen mitreißen. Diese Komponente wird nur in Tieftemperaturbereichen mitbestimmend.
In the case of metals, element semiconductors, compound semiconductors, intermetallic compounds or intermediate phases, there are three thermoelectric components:
Electron diffusion component or volume component, contact potential and phonon drag component. The latter refers to an interaction between electrons and phonons, in which phonons carry electrons with them as they move from the warmer to the colder end. This component is only a determining factor in low-temperature ranges.

Ein mit einem Temperaturgradienten behafteter, halbleitender Thermoschenkel (7) bekommt an seinem heißen Ende einen vielfach höheren Elektronendiffusionsanteil (Elektronendruck) und die zwei unterschiedlich temperierten Kontaktstellen zweier solcher Thermoschenkel (7) bilden an ihren verschieden temperierten Kontaktstellen ein unterschiedliches, temperatur­ abhängiges Kontaktpotential aus.A semiconducting thermocouple ( 7 ) with a temperature gradient gets a much higher electron diffusion component (electron pressure) at its hot end and the two differently tempered contact points of two such thermocouples ( 7 ) form a different, temperature-dependent contact potential at their differently tempered contact points.

Damit ausreichende Ihermoströme fließen können, ist eine ausreichend dimensionier­ te, möglichst dünne Übergangsfläche und noch eine noch ausreichende Ladungsträger­ konzentration in diesem zur Schicht ausgeformten Thermoelektrikum (3) notwendig. Der teils vorliegende Tatbestand hoher Thermokraft eines nur mäßig stromleitenden Thermoelektrikums (3) legt es nahe, alle nicht elektrothermoaktiven Strecken des Thermostrompfades (9) aus anderem indifferentem, dafür elektrisch hochleitfähigem Material zu gestalten - das außerdem noch möglichst wärmesperrend wie metallischer Schaum sein sollte. Also ergeben leitlackverkittete Pyrit- und Chalkopyritscheiben auf plangeschnittenen Metallschaumflächen die beste Lösung für hohe, verlustminimierte, thermoelektrische Wandlung.So that sufficient thermostatic currents can flow, a sufficiently dimensioned, as thin as possible transition surface and a still sufficient charge carrier concentration in this thermoelectric ( 3 ) formed into the layer is necessary. The fact that there is a high level of thermal power in a thermoelectric element ( 3 ) that conducts electricity only moderately suggests that all non-electrothermal sections of the thermal current path ( 9 ) be made of other indifferent, but electrically highly conductive material - which should also be as heat-blocking as possible like metallic foam. Conductive varnish-bonded pyrite and chalcopyrite discs on plane-cut metal foam surfaces provide the best solution for high, loss-minimized, thermoelectric conversion.

Für höchste entwickelbare Thermo-EMK ist die Verwendung der Kombination eines Löcherhalbleiters mit einem Elektronenhalbleiter vorzusehen. Für eine Dauerbean­ spruchung in thermoelektrischen Modulen (1) sind Temperaturbeständigkeit, eine be­ stimmte Verwitterungsbeständigkeit und antikorrosives Verhalten zu Kontaktwerk­ stoffen vonnöten. Für luftausgesetzte Thermopaarungen aus Pyrit- und Chalkoopyrit­ scheiben und -schichten genügt ein Lacküberzug.For the highest developable thermal EMF, the combination of a hole semiconductor with an electron semiconductor must be provided. For permanent stress in thermoelectric modules ( 1 ), temperature resistance, certain weathering resistance and anticorrosive behavior to contact materials are required. A lacquer coating is sufficient for air-exposed thermocouples made of pyrite and chalcopyrite disks and layers.

Unmittelbares und mittelbares Schäumen nichtmetallischer Thermoelektrika (3)Immediate and indirect foaming of non-metallic thermoelectrics ( 3 )

Nur in begrenzter Auswahl können halbleitende Verbindungen den Vorgang heißen Schäumens ähnlich problemlos wie Metalle absolvieren. Hinzu kommt noch eine geeignete Auswahl, die thermisch nachbehandelt werden muß, um das Schaumgefüge aus einem nichtleitendem, glasigen Zustand in einen dauerhaft metallisch halbleitenden zu überführen. Ein beträchtlicher Teil kann mit thermischer Nachbehandlung nicht in einen geeigneten, halbleitenden Zustand überführt werden, ohne das Schaumgefüge in seinem optimalen Aufbau zu mindern oder zu zerstören. Bei sulfidischen, seleni­ dischen und arsenidischen Verbindungshalbleitern gibt es nur wenig schmelzbare und damit schäumbare - sie erleiden vorher ausweglos über 800/900 Grad Celsius Pyrolyse.The process can only be called semiconducting connections in a limited selection Foaming can be done just as easily as metals. There is also a suitable one Selection that has to be post-treated to get the foam structure out of one non-conductive, glassy state in a permanently metallic semi-conductive convict. A considerable part cannot be treated with thermal aftertreatment a suitable, semiconducting state can be transferred without the foam structure reduce or destroy in its optimal structure. With sulfidic, seleni There are few meltable and arsenidic compound semiconductors and thus foamable - they previously suffer hopelessly over 800/900 degrees Celsius pyrolysis.

Mittelbares Kalt- und Warmschäumen mit organischen Lackgrundkomponenten (siehe Ansprüche 9, 10, 11, 16, 17)Indirect cold and warm foaming with organic paint base components (see claims 9, 10, 11, 16, 17)

Für deren Unterbringung in einer selbstleitenden Schaumstruktur, z. B. aus Polyazetylen oder in einer mit Leitfähigkeitsvermittlern (20) leitfähig gemachten, ist technisch möglich. Die Gesamtheit der verschiedenartig auswählbaren Leitfähigkeitsvermittler (20) ergibt die in den Zellwänden der Schaumstruktur verankerte, durchkontaktierende Wirkphase (26), wozu letztere hinzurechenbar ist, wenn diese elektrisch eigenleitend ist. Dotiertes Polyazetylen zeigt metallischen Leitungscharakter mit relativem Leitwert wie ihn Metalle haben. Mit Elektroden aus Polyazetylen, die in einen pastenartigen Elektrolyten aus einer Lösung von Tetra­ butylammoniumperchlorat in Propylencarbonat tauchen, sind beachtliche Beträge an Ampere­ stunden in einem neuen, metallfreien Akkumulatortyp speicherbar. Statt Folienzustand kann nun auch eine geeignete, elektrische leitende Schaumstruktur des Polyazetylens erreicht werden, die den Leitwert der durchkontaktierenden Wirkphase (26) der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausführungsformen der Thermoschenkel (7) mit Schaumstrukturanteil erheblich verbessert.For their placement in a self-conductive foam structure, e.g. B. made of polyacetylene or made conductive with conductivity mediators ( 20 ) is technically possible. The totality of the differently selectable conductivity mediators ( 20 ) results in the through-contact active phase ( 26 ) anchored in the cell walls of the foam structure, to which the latter can be added if it is electrically self-conducting. Doped polyacetylene shows metallic conductivity with a relative conductance as metals have. With electrodes made of polyacetylene, which are immersed in a paste-like electrolyte from a solution of tetra butylammonium perchlorate in propylene carbonate, considerable amounts of ampere hours can be stored in a new, metal-free battery type. Instead of the film state, a suitable, electrically conductive foam structure of polyacetylene can now be achieved, which considerably improves the conductance of the through-contact active phase ( 26 ) of the embodiments of the thermal legs ( 7 ) proposed according to the invention with a foam structure component.

Beste metallische Leitwerte verspricht auch eine wirkphasenverbessernde Schaumstruktur aus Polyschwefelnitrid S(n) Cl2 (mit n größer 24). Mit ansteigenden Schwefelgehalten sind die Phasen von flüssig, plastisch bis fest realisierbar und die elektrische Vorzugsrichtung dieser eindimensionalen Leiter kann mit dipolausrichtenden Nachformierungsprozessen vermittels statischer, elektrischer Felder vorgenommen werden (siehe Anspruch 15 - Nachformierung). Dies gestaltet sich für bestimmte Kettenlängen aussichtsreich, da man erst Resolzu­ stände vor weiterverkettender Polymerisation abwarten und die weiterverkettende Po­ lymerisation mit einem Nachformierungs-Regime begleiten kann.The best metallic conductance is also promised by an active phase-improving foam structure made of poly-sulfur nitride S (n) Cl 2 (with n greater than 24 ). With increasing sulfur contents, the phases from liquid, plastic to solid can be realized and the electrical preferred direction of these one-dimensional conductors can be carried out with dipole-orienting post-forming processes by means of static, electrical fields (see claim 15 - post-forming). This is promising for certain chain lengths, since you can only wait until Resolzu stands before further chaining polymerization and can accompany the further chaining polymerisation with a postforming regime.

Ein ähnlich längsverkettbarer eindimensionaler Leiter ist Polyschwefelnitrid mit metallischen Leitwerten von 1/10-6 bis 1/10-7 × Ohmcm. Die Reinform der Zusammensetzung (SN)x erlangt durch Bromdotierung den höchsten Leitwert und hat die Zusammensetzung (SNBr0,4...)x (siehe Anspruch 17).A similar one-dimensional conductor that can be chained lengthways is poly-sulfur nitride with metallic conductivities from 1/10 -6 to 1/10 -7 × Ohmcm. The pure form of the composition (SN) x obtains the highest conductance by bromine doping and has the composition (SNBr 0.4 ... ) x (see claim 17).

Metallische und nichtmetallische Leitfähigkeitsvermittler (20) zur Ausbildung der durchkontaktierenden Wirkphase (26) im dichten oder geschäumten Strukturverbund (Ansprüche 4 und 6, 11, 17)Metallic and non-metallic conductivity mediators ( 20 ) for forming the through-contact active phase ( 26 ) in the dense or foamed structural composite (claims 4 and 6, 11, 17)

Es gibt Ansatzrezepturen für Leitlacke, die erfindungsgemäß mit einer zugefügten Treibkom­ ponente sprühfähig bevorratet und nach Austritt zu einer geschlossenzellig aufgebauten Schaumstruktur porig gebläht werden können (siehe Anspruch 16). Es liegt im Rahmen fachmännischen Handelns, die optimalen Zusammensetzungen für bestimmte Verhältnisse von elektrischem Leitwert und erzielbaren K-Werten zu ermitteln. Dabei sind baustoffmäßig analoge Härte- und Belastungsgrade in der Reihenfolge WD und WS erzielbar, wenn partiell substituierbare Polyurethan-Komponenten verbundbildend eingebracht werden. Dementsprechend sind gleichwertige K-Werte zwecks Ausschaltung leistungsmindernder Verlustwärmeströme (8) realisierbar.There are batch formulations for conductive lacquers which, according to the invention, can be spray-stored with an added propellant component and, after exiting, can be expanded to form a closed-cell foam structure (see claim 16). It is within the scope of professional action to determine the optimal compositions for certain relationships of electrical conductivity and achievable K values. Analogous degrees of hardness and stress in the order WD and WS can be achieved if partially substitutable polyurethane components are incorporated to form a composite. Accordingly, equivalent K values can be realized for the purpose of switching off power-reducing heat losses ( 8 ).

Nach Anspruchsmerkmalen des Anspruchs 16 wird im Ergebnis dessen ein verfugen­ der, purschaumähnlicher, thermoelektroaktiver Leitlack (16) vorgeschlagen, der in geeigneten Anteilen geeignete Korngrößen oder/und zusätzlich armierende (evt. düsengängige) Faserbestandteile von Leitfähigkeitsvermittlern (20) enthält:
(Aluminium-, Kupfer-, Nickel-, Silberstaub, Glanzkohleflitter, Hartbrandkohlesand oder -pulver, Metalloxyde, -nitride, -boride, spezielle Ionen- und Superionenleiter oder andere geeignete - als indifferente durchkontaktierende Wirkphase (26), neben entsprechender Mengen thermoelektroaktiver Korngrößen (17) eigen- und fremdleit­ fähiger Halbleiter, Verbindungshalbleiter oder intermetallischer Verbindungen. Interessant erscheint die Einbringung stets pulverförmigen, halbleitenden, grauen alfa-Zinns in thermoelektroaktive Endzonen (34) oder Kollektorhauben (19). Es bildet sich von selbst aus reinem Zinnmetall durch die sogenannte Zinnpest, hat aber noch metallisch hohen Leitwert neben eigenentwickelbarer Thermo-EMK. Die sich selbstherstellende, thermoelektroaktive Korngröße (17) (Bandlücke 0,1 eV), tritt gleichzeitig als effizienter Leitfähigkeitsvermittler (20) mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von einem Zehntausendstel Ohm/cm in Leitlacken oder Zellwandstrukturen nichtmetallischer Schäume (31) auf (siehe Anspruch 3).
According to the features of claim 16, a joint is proposed as a result, the pure foam-like, thermoelectroactive conductive lacquer ( 16 ) which contains suitable grain sizes and / or additionally reinforcing (possibly nozzle-compatible) fiber components of conductivity mediators ( 20 ) in suitable proportions:
(Aluminum, copper, nickel, silver dust, glazed coal flakes, hard coal sand or powder, metal oxides, nitrides, borides, special ion and super ion conductors or other suitable - as indifferent through-contacting active phase ( 26 ), in addition to corresponding amounts of thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) intrinsically and externally conductive semiconductors, compound semiconductors or intermetallic compounds The introduction of powdery, semiconducting, gray alfa tin into thermoelectroactive end zones ( 34 ) or collector hoods ( 19 ) always seems interesting. It is formed from pure tin metal by the so-called Tin plague, but still has a high metallic conductivity in addition to self-developed thermal EMF.The self-producing, thermo-electroactive grain size ( 17 ) (band gap 0.1 eV) also acts as an efficient conductivity mediator ( 20 ) with a specific electrical resistance of one ten thousandth of an ohm / cm in conductive lacquers or cell wall structures non-metallic foams ( 31 ) (see claim 3).

Eine Mittelstellung nehmen die leitfähigkeitsvermittelnden, niederohmigen Sulfide des Kupfers und Silbers ein, wovon Ag2S ein gemischter Elektronen-Ionenleiter ist. Lithiumnitrid Li3N besitzt bei Zimmertemperatur eine hohe Ionenleitfähigkeit und ist daher in applikativer Sicht als Bestandteil der durchkontaktierenden Wirkphase und innerhalb hermetisierbarer Lackgrundverbände (26) von Interesse. Dichte oder Schaumstrukturen müßten allerdings gegen Wasser restlos versiegelt werden, da sonst Reaktion zu Ammoniak und Lauge einträte. Total resistent sind Titannitrid oder lithiumdotiertes Titandisulfid (siehe Ansprüche 3 und 17).The conductivity-imparting, low-resistance sulfides of copper and silver occupy a middle position, of which Ag 2 S is a mixed electron-ion conductor. Lithium nitride Li 3 N has a high ionic conductivity at room temperature and is therefore of interest from an application point of view as part of the through-contact active phase and within hermetic varnish base dressings ( 26 ). Density or foam structures would have to be completely sealed against water, otherwise there would be a reaction to ammonia and alkali. Titanium nitride or lithium-doped titanium disulfide are totally resistant (see claims 3 and 17).

Alle diese Verbindungen sind geeignet in einer erhärteten/erstarrten, dichten oder auch geschäumten Lackgrundkomponente leitfähigkeitsvermittelnd zu sein. Die auch auf anderer chemischer Grundlage mögliche Leitlackgrundkomponente (bis hin zu elektrisch eigenleitender z. B. auf Polyazetylenbasis wird mit zugepreßtem Treibmittel in Vorratssprays erfindungsgemäß zur Verarbeitung angeboten (siehe An­ spruch 16). Die, nach dem Schäumen, den geschlossenzelligen Verbund bildende Lack­ grundkomponente indifferenten Schaumleitlacks (24) oder thermoelektroaktiven Schaum­ leitlacks (25) kann zwar nichtleitend, sollte aber besser wegen höherer Thermostrom­ dichten eigenleitend (Polyazetylen) sein, wobei die nichtleitende Lackgrundkomponen­ te dann mit Leitfähigkeitsvermittlern (20) zwecks Ausbildung einer durchkontaktie­ renden Wirkphase (26) ergänzt sein muß, währenddessen die eigenleitende mit diesen ergänzt sein kann (siehe Anspruch 17).All of these compounds are suitable for imparting conductivity in a hardened / solidified, dense or even foamed base component. The conductive lacquer base component, which is also possible on a different chemical basis (up to electrically intrinsically conductive, for example based on polyacetylene, is offered according to the invention for processing with compressed propellant in stock sprays (see claim 16). The lacquer basic component which forms the closed-cell composite after foaming and is indifferent Foam conductive varnish ( 24 ) or thermoelectroactive foam conductive varnish ( 25 ) can be non-conductive, but should better be self-conductive due to higher thermal current densities (polyacetylene), the non-conductive paint base components then being supplemented with conductivity mediators ( 20 ) to form a through-contacting active phase ( 26 ) must, during which the intrinsic can be supplemented with these (see claim 17).

Thermoelektrische Potentialübergabe an die durchkontaktierende Wirkphase (26) und deren Arten von Ladungsträgertransport (Ansprüche 3, 9)Thermoelectric potential transfer to the through-contact active phase ( 26 ) and its types of charge carrier transport (claims 3, 9)

Die thermoelektroaktive Schaumstruktur bedarf hochwirksamer, thermoelektroaktiver Korngrößen (17) und einer guten "Partikelkontaktierung" aller Korngrößenkomponen­ ten, einschließlich der durchkontaktierenden Wirkphase (26), wenn daraus zu schnei­ dende, durchgehend geschäumte Thermoschenkel (11) höhere, elektrische Leistungsdichten abgeben sollen. In thermoelektroaktiven Endzonen (34) übernehmen die körperlichen thermo­ elektroaktiven Korngrößen (17) ihrerseits einen beachtlichen Anteil des Ladungsträger­ transportes. Mit ihrer Thermo-EMK beschleunigen sie diesen zusätzlich. Damit steigt die Dichte des Thermostroms (5). Um diese aufzufangen, sind Leitfähigkeitsvermittler (20) dicht umgebend, kontaktierend eingestreut. In Richtung des leitwertoptimierten Zwischenbereichs (35) übernehmen diese den gesamten Ladungsträgertransport, falls sich nicht die stoffliche Zellwandstruktur am Transport beteiligt. Soll diese besonders fest werden, dann dürfen die kaum zur Festigkeit beitragenden Wirkphasen eine prozentuale Anteilsgrenze am Gesamtauf­ bau nicht überschreiten. Dennoch können nutzerweiternd stärker belastete Dämmstoffplatten - wie Styrodur - in Schalen großflächiger Bauhüllen von extensiv thermoelektrisch wandeln­ den, dafür aber stärker statisch beanspruchbaren Flächeneinheiten thermoelektrischer Module (1) ersetzt werden. Wenn stark zu belastende Schaumstrukturen nur eine leitwertreduzierte oder sogenannte schaumgestreckte, durchkontaktierende Wirkphase (26) gestatten, dann wird über die lange Nacht extensiv gewandelt. Infolgedessen reduziert ein höherer Innen­ widerstand solch thermoelektrischer Module (1) bei längerem Wandlungszeitraum nicht deren Wirkungsgrad. The thermoelectroactive foam structure requires highly effective, thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) and good "particle contacting" of all grain size components, including the through-contacting active phase ( 26 ) if continuous foamed thermal legs ( 11 ) to be cut should give off higher electrical power densities. In thermoelectroactive end zones ( 34 ), the physical thermo-electroactive grain sizes ( 17 ) in turn take on a considerable proportion of the charge carrier transport. With their thermal EMF, they accelerate this even further. This increases the density of the thermal current ( 5 ). In order to catch them, conductivity mediators ( 20 ) are sprinkled in tightly surrounding, making contact. In the direction of the intermediate area ( 35 ) optimized for conductance, these take over the entire charge carrier transport unless the material cell wall structure is involved in the transport. If this is to become particularly firm, the active phases, which hardly contribute to strength, must not exceed a percentage limit in the overall structure. Nonetheless, insulation panels that are subject to greater wear and tear - such as Styrodur - can be replaced in shells of large-scale building shells by extensively thermoelectrically converting the surface units of thermoelectric modules ( 1 ) that can be subjected to greater static loads. If foam structures that are subject to heavy loads only allow a reduced conductance or so-called foam-extended, through-contacting active phase ( 26 ), then extensive changes are made over the long night. As a result, a higher internal resistance of such thermoelectric modules ( 1 ) does not reduce their efficiency over a longer conversion period.

In den Zellwänden der fertigen Schaumstrukturen thermoelektroaktiver Schaumleitlacke (25) sind als indifferente, nur den Ladungsträgertransport ausschließlich oder mit übernehmende Leitfähigkeitsvermittler (20) der durchkontaktierenden Wirkphase (26) hauptsächlich Metallpulver, aber auch Metalloxyde wie zum Beispiel EisenIIIoxyd = Hammerschlag, Nitride und Boride und gegebenenfalls organische eindimensionale Leiter wie Polyazetylen, Polyschwefelnitrid, Polyschwefelchlorid und spezielle Superionenleiter in Partikelform (Größen von 1 bis 10 Mikrometer) beigefügt. Ihre "weiterreichenden" Leitungsmechanismen sind rein metallische und/oder metallische mit halbleitenden oder noch beteiligter Ionenleitung bezüglich sich direkt berührender Partikel der Leitfähigkeitsvermittler (20). Hinzu kommt ein bestimmter Anteil von Ladungsträgertransport durch die fachlich so bezeichnete Trap­ tunnelung (siehe Anspruch 9). Diese ist für Elektronen die Überwindungsmöglichkeit dünner, aber insgesamt sehr schlecht leitender bis isolierender Zonen, die in "wei­ chen" oder durch Gebrauch zu beginnender Ionenleitung übergehenden Verbän­ den langsam besser werden (Eigenformierung).In the cell walls of the finished foam structures of thermoelectroactive foam conductive lacquers ( 25 ), mainly metal powder, but also metal oxides such as iron III oxide = hammer blow, nitrides and borides and possibly, as indifferent, only the charge carrier transport or the accepting conductivity mediator ( 20 ) of the through-contact active phase ( 26 ) organic one-dimensional conductors such as polyacetylene, poly-sulfur nitride, poly-sulfur chloride and special super-ion conductors in particle form (sizes from 1 to 10 micrometers) are added. Their "more extensive" conduction mechanisms are purely metallic and / or metallic with semiconducting or still involved ion conduction with regard to directly contacting particles of the conductivity mediators ( 20 ). In addition, there is a certain proportion of load carrier transport through the so-called trap tunneling (see claim 9). For electrons, this is the possibility of overcoming thin, but overall very poorly conductive to insulating zones, which slowly improve in "soft" or by using ion conduction to start the associations (self-formation).

Die Traptunnelung übernimmt anfangs bei organischen Lackgrundlagen, den bereits heiß härtenden Epoxydharzen, insbesondere aber vor allem bei den frittenhaltigen, stets einen Teil des Transports der Ladungsträger. "Weichere" Strukturverbände zei­ gen nach gewisser Stromflußzeit eine leitwerterhöhende Elektromigration, d. h. ei­ nen optimierenden Wanderungseffekt von Leitbahnatomen, mit einem brückenden, einbe­ ziehenden Effekt für bislang nicht beteiligte, benachbart lokalisierte Leitbahnato­ me. In glasigen, erhärteten Verbänden fällt diese selbsttätige Leitwertoptimierung aus und kann nur aktiv während des erkaltenden, zähplastischen Gesamtverbundes im Behandlungsprogramm einer Nachformierung erzwungen und für Dauer festgelegt werden (siehe Anspruch 15). Die Traptunnelung hat demgemäß einen verschieden nachlassen­ den und oder verbleibenden Anteil in
dichten, indifferenten Leitlacken (18)
thermoelektroaktiven Leitlacken (16)
und den
indifferenten Schaumleitlacken (24)
thermoelektroaktiven Schaumleitlacken (25)
und kann erheblich ausschlaggebend werden, wenn in höher schmelzbaren Glasfritten ca. 0,1 Mikrometer dicke Glasphasen zwischen den in Ketten und Büscheln vorliegen­ den Metallpartikeln zu überwinden sind. Die Überwindungskräfte, wie auch die Fritten­ schäumtemperaturen können durch Borax-Alkaliezusatz-Soda (Natriumkarbonat) vor Pottasche (Kaliumkarbonat) verringernd eingestellt werden.
The trap tunneling initially takes over part of the transport of the load carriers with organic lacquer bases, the already thermosetting epoxy resins, but especially with those containing fries. After a certain current flow time, "softer" structural associations show electromigration which increases the conductance, ie an optimizing migration effect of interconnect atoms, with a bridging, integrating effect for previously unrelated, locally located interconnect atoms. In glassy, hardened dressings, this automatic optimization of the conductance fails and can only be actively forced during the cooling, tough plastic composite in the treatment program of a reformation and defined for a long time (see claim 15). The trap tunnel accordingly has a different decrease in and / or remaining portion in
dense, indifferent conductive varnishes ( 18 )
thermoelectroactive conductive lacquers ( 16 )
and the
indifferent conductive foams ( 24 )
thermoelectroactive conductive foams ( 25 )
and can be of decisive importance if glass frits with a melting temperature of approx. 0.1 micron are to be overcome between the metal particles present in chains and tufts. The overcoming forces, as well as the frit foaming temperatures, can be adjusted by reducing borax alkali additive soda (sodium carbonate) before potash (potassium carbonate).

Natriumsilikatschichten werden von den Elektronen am leichtesten "durchtunnelt". Je "wasserglasähnlicher" allerdings der stützstrukturausbildende Frittenbestandteil wird, desto mehr muß die tragende Schaumstruktur von einer Versiegelungsschicht hermetisiert und umgebend gestützt werden. Dieselbe soll und kann die tragende Hüllstruktur des gesamten thermoelektrischen Moduls (1) partiell oder ganz ausmachen. Eine generelle Verbesserung der Wirkphasen auch in Glasverbänden erlauben Verfahren einer begleitenden, teils auch nachträglichen Formierung (siehe Anspruch 15).Sodium silicate layers are most easily "tunneled" by the electrons. However, the more "water glass-like" the frit component that forms the support structure becomes, the more the supporting foam structure has to be hermetically sealed and supported by a sealing layer. The same should and can make up the supporting envelope structure of the entire thermoelectric module ( 1 ) partially or entirely. A general improvement in the active phases, even in glass dressings, allows methods of accompanying, sometimes also subsequent formation (see claim 15).

Nachfolgend eine anteilsmäßig variierbare/ergänzbare, elektrisch hochleitende silikatische Verbund-Struktur, die zum Aufbau der erfindungsgemäßen Thermoschenkel (7) mit hohem Schaumstrukturanteil geeignet ist:The following is a proportionally variable / expandable, electrically highly conductive silicate composite structure which is suitable for building up the thermal legs ( 7 ) according to the invention with a high proportion of foam structure:

Leitsilber/LeitkupferConductive silver / conductive copper

Silberpuder 54,4/46,2 Cu-PulverSilver powder 54.4 / 46.2 Cu powder Höhere Borosilikatanteile verbessern dieHigher levels of borosilicate improve that Wismutoxyd 4,6 BorosilikatBismuth oxide 4.6 borosilicate Festigkeit, geringere den Leitwert,Strength, lower the conductance, Kolophonium 8,3 Glaspulver 2,7Rosin 8.3 glass powder 2.7 Silber kann durch Kupfer, Nickel, AluminiumSilver can be copper, nickel, aluminum Terpentin 30,0Turpentine 30.0 und nichtmetallische Leitfähigkeitsvermittler (20)and non-metallic conductivity mediators ( 20 ) substituiert werden.be substituted.

Mit einer Silberkomponente verdüster Kupferstaub oder andere geeignete Verfah­ ren ergeben auf den Kupfermetallpartikeln einen hauchdünnen, antikorrossiven Sil­ berüberzug, mit Resultat einer auf Dauer gesicherten Leitwertanhebung, die eher auf Ausschließung der Entstehung beeinträchtigender Cu2O oder anderer Übergangs­ schichten beruht.Copper dust atomized with a silver component or other suitable processes result in a wafer-thin, anticorrosive silver coating on the copper metal particles, with the result of a permanent increase in the conductance value, which is based more on the exclusion of the formation of impairing Cu 2 O or other transition layers.

Die Vermittlung der mit Thermo-EMK beaufschlagten Ladungsträger von und zu den thermoelektroaktiven Korngrößen (17) aus der zwischentransportierenden, durchkon­ taktierenden Wirkphase (26) findet über dieselben Leitungsmechanismen statt, wie innerhalb der durchkontaktierenden Wirkphase (26) selbst. Die erfindungsgemäße, oberbegriffliche Bezeichnung der Gesamtheit und Wirkung der in den Thermoschenkeln (7) lokalisierten, halbleitenden, Thermoströme entwickelnden thermoelektroaktiven Korngrößen (17) ist die thermoelektroaktive Wirkphase (30) (siehe Anspruch 3).The transfer of the charge carriers charged with thermo-EMF from and to the thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) from the intermediate transport, through-contacting active phase ( 26 ) takes place via the same line mechanisms as within the through-contacting active phase ( 26 ) itself. The generic term of the invention The entirety and effect of the thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) located in the thermocouples ( 7 ), which are semiconducting and develop thermal currents, is the thermoelectroactive active phase ( 30 ) (see claim 3).

Es gibt ausnutzbare Übergangsformen von Leitfähigkeitsvermittlern (20), die ther­ moelektroaktive Potentiale mit bestimmten Partnern entwickeln, mit anderen aber in­ different bleiben. In Berücksichtigung dessen sind leitfähigkeitsvermittelnde Partikel fachmännisch zu prüfen, damit keine zufällig entstehenden entgegengeset­ zten Potentiale die Entwicklung der eigentlichen Thermo-EMK hemmen.There are exploitable transitional forms of conductivity mediators ( 20 ) that develop therelectroactive potentials with certain partners, but remain different with others. With this in mind, conductivity-imparting particles must be checked professionally so that no accidental opposing potentials inhibit the development of the actual thermal EMF.

Halbleitende Gläser (Ansprüche 3, 15)Semiconducting glasses (claims 3, 15)

Eine wichtige Stellung hinsichtlich nichtmetallischer, thermoelektroaktiver Dicht- und Schaumverbunde nehmen die halbleitenden Chalkogenid-Gläser mit binären, ternären, quaternären thermoelektroaktiven Systemen aus S, Se, Te, As und Cd, Zn, Fe, Bi, Ti, Cu, Ag und solche auf der Basis einiger Übergangsmetalloxyde - wie z. B. Cu2O und Fe2O3 - ein.The semiconducting chalcogenide glasses with binary, ternary, quaternary thermoelectroactive systems made of S, Se, Te, As and Cd, Zn, Fe, Bi, Ti, Cu, Ag and such take up an important position with regard to non-metallic, thermoelectroactive sealing and foam composites the base of some transition metal oxides - such as. B. Cu 2 O and Fe 2 O 3 - a.

Ihre Eigenschaften wurden bereits eingehend hinsichtlich ihrer Eignung zu Speicheraufgaben (Ovonics) geprüft. Hauptmerkmal der halbleitenden Gläser sind bestens steuerbare, rever­ sible, sprunghaft eintretende hoch- und niederohmige Zustände, die sie für gewisse Zeit für digitale Speicheraufgaben interessant machten.Their properties have already been detailed in terms of their suitability for storage tasks (Ovonics) checked. The main feature of the semiconducting glasses are the most controllable, rever sible, abruptly occurring high and low resistance states that they are for a certain time digital storage tasks made interesting.

Der hochohmig amorphe und der kristalline, niederohmig-halbleitende Zustand sind sind von außerordentlichem Interesse für die Nutzung und Beherrschung einer erfin­ dungsgemäßen, beliebig zuschaltbaren, potentialbildenden thermoelektroaktiven Wirk­ phase (30) in allen erfindungsgemäß vorgeschlagenen Thermoschenkeln (7), da nur ein materialspezifischer Spannungsimpuls von n x (5 bis 50) Volt genügt, um sofort ein niederohmiges Thermoelektrikum (3) aus der amorphen Schaumglasphase eines z. B. durchgehend geschäumten Thermoschenkels (7) zu machen (siehe Anspruch 4). Diese Möglichkeit erlaubt es dem Anwender, hohe Temperaturgradienten für thermo­ elektrische Wandlung nach vorhergehenden Speicherintervallen abzuwarten und hohe Stromleistung in Betreibernetze abzugeben.The high-resistance amorphous and the crystalline, low-resistance semiconducting state are of exceptional interest for the use and mastery of an inventive, arbitrarily switchable, potential-forming thermo-electroactive active phase ( 30 ) in all thermal legs ( 7 ) proposed according to the invention, since only a material-specific voltage pulse of nx (5 to 50) volts is sufficient to immediately create a low-resistance thermoelectric ( 3 ) from the amorphous foam glass phase of a z. B. to make continuously foamed thermal leg ( 7 ) (see claim 4). This option allows the user to wait for high temperature gradients for thermo-electrical conversion after previous storage intervals and to deliver high power output to operator networks.

Beispiele niedrigschmelzender, glasartiger Verbundgrundkomponenten indifferenter (18) und thermoelektroaktiver Leitlacke (16) und Schaumleitlacke (24), (25) (Ansprüche 18, 15)Examples of low-melting, glass-like composite basic components of indifferent ( 18 ) and thermoelectroactive conductive lacquers ( 16 ) and foam conductive lacquers ( 24 ), ( 25 ) (claims 18, 15)

Statt der Polyurethan-Verbundgrundkomponente oder anderer, bis hin zum geschlos­ senzelligen Aufbau indifferenter (24) oder thermoelektroaktiver Schaumleitlacke (25) geeigneter, die sich ohne thermische Auslösung dicht oder geschlossenzellig aushär­ ten, werden im Ergebnis bisheriger Ausführungen neben den bereits bei 250 Grad Celsius heiß härtenden Epoxydverbundgrundkomponenten vorrichtungsgemäß weiter glasfrittenartige Grundkomponenten vorgeschlagen, die bekanntermaßen für Leiterbahn­ pasten einbrennbarer Leiterzüge für Hybridschaltungen auf Aluminiumoxyd- oder Berylliumoxydkeramik entwickelt wurden. Diese haben einen Glasverbund, der erweichungsmäßig durch nachstehende und/oder andere hinzufügbare Schmelzkom­ ponenten variierbar ist.Instead of the polyurethane composite basic component or other, up to the closed-cell structure of indifferent ( 24 ) or thermoelectroactive foam conductive lacquers ( 25 ), which cure tightly or closed-celled without thermal release, the results of previous versions become hot at 250 degrees Celsius in addition to those curing epoxy composite basic components according to the device further proposed glass frit-like basic components, which are known to have been developed for conductive pastes of baked-in conductive tracks for hybrid circuits on aluminum oxide or beryllium oxide ceramics. These have a glass composite which can be varied in terms of softening by the following and / or other addable melting components.

Tiefste Erweichungs-Schmelztemperaturen (340-400 Grad Celsius) zeigen sogenannte Glaslote folgender möglicher Zusammensetzung:
73,8% PbO mit 11,2% B2O3 14,3% SiO2, 0,2% Al2O3
oder 73,4% PbO mit 20,0% B2O3, 6,6% SiO2.
Lowest softening melting temperatures (340-400 degrees Celsius) show so-called glass solders with the following possible composition:
73.8% PbO with 11.2% B 2 O 3 14.3% SiO 2 , 0.2% Al 2 O 3
or 73.4% PbO with 20.0% B 2 O 3 , 6.6% SiO 2 .

Leitwertoptimierung und Formierung der durchkontaktierenden Wirkphase (26) (Anspruch 15)Optimization of conductance and formation of the through-contact active phase ( 26 ) (claim 15)

Für eine Glasphasenfixierung-Kontaktierung möglicherweise empfindlicher thermo­ elektroaktiver Korngrößen (17) müssen diese den schmelzphasigen Einbettungs- und Kontaktierungsprozeß ohne Beeinträchtigung überstehen. Daher sind die niedrigsten Temperaturbereiche zu wählen.For glass phase fixation contacting possibly sensitive thermo-electroactive grain sizes ( 17 ), these must survive the melt-phase embedding and contacting process without impairment. The lowest temperature ranges should therefore be selected.

In diesem Zusammenhang wird erfindungsgemäß eine leitwertverbessernde Formierung der durchkontaktierenden Wirkphase (26), an der die thermoelektroaktiven Korngrö­ ßen (26) maßgeblich beteiligt sind, vorgeschlagen (siehe Ansprüche 15, 18). Dieselbe wird erreicht, indem die aus heißer Phase erkaltenden glas- beziehungsweise frit­ tenhaltigen, indifferenten Leitlacke (18), thermoelektroaktiven Leitlacke (16), indifferenten Schaumleitlacke (24) und thermoelektroaktiven Schaumleitlacke (25) dem Einfluß elektrischer Felder und/oder direkt angelegten elektrischen Potentia­ len, gegebenenfalls unter Einfluß bestimmter Schallfrequenzen ausgesetzt werden. Beim Erkaltungsprozeß sind gegebenenfalls Temperaturhaltebereiche zu absolvieren, bei denen aber die gewonnenen Schaumstrukturen nicht gefährdet werden dürfen. In this context, a conductivity-improving formation of the through-contacting active phase ( 26 ), in which the thermoelectroactive grain sizes ( 26 ) are significantly involved, is proposed (see claims 15, 18). The same is achieved by the cold or hot frit-containing, indifferent conductive varnishes ( 18 ), thermoelectroactive conductive varnishes ( 16 ), indifferent foam conductive varnishes ( 24 ) and thermoelectroactive foam conductive varnishes ( 25 ), the influence of electrical fields and / or directly applied electrical potentials len, possibly exposed to the influence of certain sound frequencies. During the cooling process, temperature maintenance areas may have to be completed, but the foam structures obtained must not be endangered.

Ohne Formierung erreichbare, ausreichend hohe Leitwerte erübrigen natürlich die­ se. Die Herstellung glasiger, elektrisch leitender Schaumstrukturen erfolgt aus:
Sufficiently high conductivities that can be achieved without formation are of course superfluous. Glassy, electrically conductive foam structures are produced from:

  • - Metallpulver aus Ein- und Mehrkomponentensystemen als Leitfähigkeitsvermittler (20)- Metal powder from single and multi-component systems as conductivity mediators ( 20 )
  • - Thermoelektroaktive Korngrößen (17)- Thermoelectroactive grain sizes ( 17 )
  • - Glaspulver (Glasfritte), meist aus Blei-Bor-Silikat- Glass powder (glass frit), mostly made of lead boron silicate
  • - organische Flußmittel zum Einstellen der Viskosität- Organic flux to adjust the viscosity
  • - Plastifikatoren zur Benetzung und Reinigung von gegebenenfalls einbringbaren metallischen Armierungen- Plasticizers for wetting and cleaning where appropriate, metal reinforcements that can be introduced
  • - organische Lösungsmittel- organic solvents
  • - im zähflüssigen Glaszustand vergasende Treibmittel.- propellant gasifying in the viscous glass state.

Nach Trocknungsvorgängen der vorgegossenen oder teigig ausgewalzten Grünschichten bei 100 bis 150 Grad werden diese zu mehrfachen Schichtdicken bei Temperaturen zwischen 350 bis 500 Grad gebläht. Da die solaren Temperaturangeboten ausgesetzten thermoelektrischen Module (1) nicht vergleichsweise den strengen Toleranzbereichen genügen müssen, wie elektronische, filigrane Hybridschaltungen auf Keramikgrundlagen, können die Frittenschmelztemperaturen durch graduierte Zusätze von Alkaliesilikat wählbar niedriger gemacht werden, was die Auswahl der Schäummittel, die Steuer­ barkeit des Schäumens, sowie Traptunnelung und beginnende Ionenleitung der in der Glasphase verankerten durchkontaktierenden Wirkphase (26) bis hin zu deren Selbst­ verbesserung beim Durchfahren höherer Arbeitstemperaturbereiche erleichtert (siehe Anspruch 18). Nach Ansprüchen 15 und 18 ist eine Aufwachsformierung (46) zumindest dichter glasphasenfixierter, großdimensionierter, thermoelektroaktiver Verbunde möglich, wenn aus der flüssigen Vorhaltephase zu ziehende, dünne Filme mit anisotropen thermoelektroaktiven Korngrößen (17) Sekunden vor ihrem erstarrendem Aufwickeln auf ein tiefer temperiertes Großvolumen, durch ein starkes, den zähflüssigen Glasfilm durchdringendes elektrisches Feld in die thermoelektrische Vorzugsrichtung polari­ siert werden.After the pre-cast or dough-rolled green layers have dried at 100 to 150 degrees, they are expanded to multiple layer thicknesses at temperatures between 350 and 500 degrees. Since the thermoelectric modules ( 1 ) exposed to solar temperatures do not have to meet the strict tolerance ranges comparatively, such as electronic, filigree hybrid circuits based on ceramics, the frit melting temperatures can be made selectively lower by graduated additions of alkali silicate, which reduces the choice of foaming agents and the controllability of foaming , as well as trap tunneling and the beginning of ion conduction of the through-contact active phase ( 26 ) anchored in the glass phase up to their self-improvement when driving through higher working temperature ranges (see claim 18). According to claims 15 and 18, growth formation ( 46 ) of at least dense glass phase-fixed, large-sized, thermoelectroactive composites is possible if thin films to be drawn from the liquid retention phase with anisotropic thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) seconds before they solidify onto a lower-temperature large volume a strong electric field penetrating the viscous glass film can be polarized in the preferred thermoelectric direction.

Der Schäumer (33) kann ein im geeigneten Temperaturbereich ohne Rückstände ver­ gasendes Salz oder organischer Stoff - gegebenenfalls mit definiertem Kohlen­ stoffgerüstrückstand - sein. Die verbleibende, sich in die Schaumstruktur integrie­ rende Kohlenstoffgerüstkomponente kann als zusätzlicher Leitfähigkeitsvermittler (20) fungieren und den Innenwiderstand der thermoelektrischen Reihenschaltung weiter senken (siehe Anspruch 4). The foamer ( 33 ) can be a salt or organic substance that gasifies in the suitable temperature range without residues - optionally with a defined carbon residue. The remaining carbon framework component integrating into the foam structure can act as an additional conductivity mediator ( 20 ) and further reduce the internal resistance of the thermoelectric series circuit (see claim 4).

Thermische Stabilitäten verfügbarer, insbesondere bergmännisch gewinnbarer, halbleitender Verbindungen für Kristallscheiben und thermoelektroaktive Korn­ größen (17) (Ansprüche 3, 15); preiswerte einfach synthetisierbare Thermoelektrika (3)Thermal stability of available, especially minable, semiconducting compounds for crystal wafers and thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) (claims 3, 15); inexpensive easy to synthesize thermoelectrics ( 3 )

Die Auswahl der thermoelektroaktiven Korngrößen (17) muß in Übereinstimmung mit den Frittenschäumtemperaturen erfolgen. Es müssen die beginnenden, kristallgit­ terangreifenden Tempertemperaturbereiche der natürlichen oder synthetischen Verbindungshalbleiter berücksichtigt werden. So orientiert sich Pyrit ab 400 Grad Celsius kristallin neu, und bis 550 Grad Celsius finden grundlegend kristall­ verändernde Tempervorgänge statt. Über 550 Grad Celsius disproportioniert es in Pyrrothin und Schwefel (siehe Dampfphasentransport in Anspruch 15). Es gibt noch hunderte, als Thermoelektrika (3) geeignete Pyritkristallstrukturen gleicher Gitter­ konstanten mit anderen beteiligten Elementen, von denen einige noch höhere Tempe­ raturbeständigkeiten aufweisen, die sich beim kurzzeitigen Heißschäumen von Frit­ ten auf Bor-Bleisilikatgrundlage hinreichend antikorrossiv verhalten und bezüg­ lich ihrer Thermokräfte nicht abstumpfen. Als echte chemische Bindungspartner für silikatische binäre, ternäre und quaternäre Komplexe treten nachfolgend genannte Bindungspartner teils auch auf in halbleitenden Gläsern (Anspruch 15). Mit FeS2 als Thermopaarung und unter sich selbst sind folgende Partner möglich, mit ver­ schiedentlich vorhandenen, herauszufindenden Eignungen für Einbettung in einer Glasphase:
The selection of the thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) must be made in accordance with the frit foaming temperatures. The incipient, lattice-attacking tempering temperature ranges of the natural or synthetic compound semiconductors must be taken into account. From 400 degrees Celsius, pyrite re-orientates itself in a crystalline way, and up to 550 degrees Celsius, there are fundamentally crystal-changing tempering processes. It disproportionates in pyrrothin and sulfur above 550 degrees Celsius (see vapor phase transport in claim 15). There are hundreds of pyrite crystal structures of the same lattice that are suitable as thermoelectrics ( 3 ) and have the same constituent constituents, some of which have even higher temperature resistances, which are sufficiently anticorrosive when briefly hot-foaming frits based on boron-lead silicate and do not relate to their thermal forces dull. As genuine chemical binding partners for silicate binary, ternary and quaternary complexes, the binding partners mentioned below also sometimes occur in semiconducting glasses (claim 15). With FeS 2 as a thermocouple and among themselves, the following partners are possible, with various suitability to be found for embedding in a glass phase:

MA2 MAA" MAB MAM"BA2 MB2 MBB"
MA 2 MAA "MAB MAM" BA 2 MB 2 MBB "

wobei M und M" als Kupfer, Eisen, Nickel, Kobalt, Kadmium, Zink, Ruthenium, Mangan, Quecksilber, Osmium auftreten,
wobei A und A" als Schwefel, Selen, Tellur auftreten,
wobei B und B" als Phosphor, Arsen, Antimon, Wismut auftreten,
wobei Blei, Zinn und Silber für sich und mit anderen metallischen Partnern ebenso zu halbleitenden, jedoch veränderten Kristallgittern führen.
where M and M "occur as copper, iron, nickel, cobalt, cadmium, zinc, ruthenium, manganese, mercury, osmium,
where A and A "appear as sulfur, selenium, tellurium,
where B and B "occur as phosphorus, arsenic, antimony, bismuth,
whereby lead, tin and silver, by themselves and with other metallic partners, also lead to semiconducting but modified crystal lattices.

Beispiele relativer Thermospannungen in verschiedenen Temperaturbereichen:
Examples of relative thermal voltages in different temperature ranges:

Insgesamt gilt es für alle Thermoelektrika (3) zu beachten, daß bei allen thermischen- und Schäumprozessen während des Prozeßverlaufs Kristallaufbau und Oberflächen­ kontaktierbarkeit der thermoelektroaktiven Korngrößen (17) erst über dem Heißschäumtemperaturniveau beeinträchtigbar sind, damit sie hinsichtlich der Entwick­ lung der Thermo-EMK nicht abstumpfen.Overall, it is important to note for all thermoelectrics ( 3 ) that in all thermal and foaming processes during the process, crystal structure and surface contactability of the thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) can only be impaired above the hot foaming temperature level, so that they do not affect the development of the thermo-EMF dull.

Zur Beherrschung des technologischen Regimes bestehen hierzu allerdings übergrei­ fende Erfahrungswerte aus den Ergebnissen von Einbrenntechnologien der Widerstands­ pastensysteme für Dickschichtwiderstände, Leitbahndickschichtpastensysteme und Leitklebern.To master the technological regime, however, there is no such thing empirical values from the results of resistance branding technologies paste systems for thick film resistors, conductive thick film paste systems and Conductive adhesives.

Bezüglich beginnender pyrolytischer Zersetzungsgefahr bestehen übergreifende Erkenntnisse aus der Emaillebranche, wo bei weit höheren Temperaturen farbgebende - eigentlich empfindlichere - Verbindungshalbleiter bei hohen Temperaturen in einem Frittenverbund eingelagert werden, wie z. B. das Cadmiumselenid, das karminrote Deckemaillen ergibt - bei immerhin 700-800 Grad Celsius Einbrenntemperatur. Beim Heißschäumen frittenhaltiger, thermoelektroaktiver Schaumleitlacke (25) werden lediglich bei Temperaturen über 350 Grad Celsius Leitfähigkeitsvermittler (20) und thermoelektroaktive Korngrößen (17) homogen in den Porenwänden der geschlossenzelli­ gen Schaumstruktur lokalisiert und kontaktiert (siehe Anspruch 18). Nach Erkalten der Heißschäume können diese geschnitten werden.With regard to the incipient risk of pyrolytic decomposition, there is comprehensive knowledge from the enamel industry, where at far higher temperatures coloring - actually more sensitive - compound semiconductors are stored in a frit composite at high temperatures, such as. B. the cadmium selenide, which results in crimson cover enamel - at least 700-800 degrees Celsius baking temperature. When hot-frying frit-containing, thermoelectroactive foam conductive lacquers ( 25 ), conductivity mediators ( 20 ) and thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) are only homogeneously localized and contacted in the pore walls of the closed-cell foam structure at temperatures above 350 degrees Celsius (see claim 18). After the hot foams have cooled, they can be cut.

Bei um 100 Grad Celsius geringeren Temperaturen gestattet sich das Schäumen von Epoxydharzen, die mit einer durchkontaktierenden Wirkphase (26) aus Nickelpulver oder Silberpulver bereits jahrzehntelang als dichte Leitkleber in der Elektronik Verwendung finden. Titannitrid ist ein kostengünstig herstellbarer, goldgelber bis bron­ zefarbener Leitfähigkeitsvermittler (20) mit erheblichem elektrischen Leitwert und höchster chemischer Resistenz (siehe Anspruch 3). Es kann als dominierende, durch­ kontaktierende Wirkphase (26) in Lackengrundkomponenten, Duro-, Thermoplast-, Epoxydharz- und Frittenverbänden, faktisch beginnend von Normaltemperaturbereichen bis in Heißtemperaturbereiche hinein (bis 800 Grad Celsius) gleichermaßen verwendet werden. Bedingung ist die Abwesenheit länger einwirkenden überhitzten Wasserdampfes oder freier Ätzalkalien bei heißen Abbinde- oder Blähvorgängen.At temperatures that are 100 degrees Celsius lower, epoxy resins can be foamed, which with a through-contacting active phase ( 26 ) made of nickel powder or silver powder have been used for decades as a dense conductive adhesive in electronics. Titanium nitride is an inexpensive to produce, golden-yellow to bronze-colored conductivity mediator ( 20 ) with considerable electrical conductivity and the highest chemical resistance (see claim 3). It can be used as the dominant, through contacting active phase ( 26 ) in paint base components, thermoset, thermoplastic, epoxy resin and frit dressings, in fact starting from normal temperature ranges up to hot temperature ranges (up to 800 degrees Celsius). The condition is the absence of prolonged exposure to superheated steam or free caustic alkalis during hot setting or blowing processes.

Die komponentendifferenzierte Schäumung (27) (Anspruch 11)The component-differentiated foaming ( 27 ) (claim 11)

Die sparendste Methode für den Verbrauch von Thermoelektrika (3), bei einer mögli­ chen elektrischen Leitwertanhebung, ist die eines gemeinsamen Schäumens von ober­ flächennahen Zonen anteilsüberwiegender, thermoelektroaktiver Korngrößen (17) unter ausschließlicher Beteiligung der Leitfähigkeitsvermittler (18) am übrigen, insbe­ sondere mittigen, Schichtdickenaufbau (siehe Anspruch 11). Hierzu werden entspre­ chende pasten- oder teigförmige Konsistenzen mit differenzierten Wirkphasenantei­ len schichtig aufeinandergebracht und gemeinsam geschäumt. Ergebnis ist ein durchge­ hender, geschlossenzelliger Verbund mit vornehmlich ober- und unterseitig vorhandener thermoelektroaktiver Wirkphase (30). Geeignet sind hierzu speziell modifizierte Leitkleber, leitwertoptimierte Widerstandspastensysteme oder Leitbahndickschichtpaste. Es bietet sich an, eine komponentendifferenzierte Schäumung (27) mit einer dichte­ differenzierten Schäumung (23) zu vereinen (alle Anspruchsmerkmale und Anwendungen siehe Ansprüche 4, 8, 11, 12, 13).The most economical method for the consumption of thermoelectrics ( 3 ), in the case of a possible increase in electrical conductivity, is that of jointly foaming near-surface zones of predominant, thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) with the exclusive participation of the conductivity mediators ( 18 ) on the rest, especially in the middle, Layer thickness build-up (see claim 11). For this purpose, corresponding paste or dough-like consistencies with different active phase components are layered on top of one another and foamed together. The result is a continuous, closed-cell composite with a thermoelectroactive active phase that is primarily present on the top and bottom ( 30 ). Specially modified conductive adhesives, conductance-optimized resistance paste systems or conductive thick film paste are suitable for this. It makes sense to combine a component-differentiated foaming ( 27 ) with a dense differentiated foaming ( 23 ) (for all features and applications see claims 4, 8, 11, 12, 13).

Die übereinander zu bringenden Pasten- oder Teiglagen der insgesamt zu blähenden Grünlingsschicht müssen sich vorher kalt benetzen, um in heißer Phase gemeinsame, ineinander übergehende Zellwände ausbilden. Im Ergebnis solcher schichtenweiser Differenzierung sind beim Zerschnitt sofort integrierte Aktiv-Passiv-Thermoschenkel (14) verfügbar, die mit einer thermisch eintragenden, indifferenten Kollektorhaube (15) mit thermisch zusätzlich gut durchkontaktierender Wirkphase (26) kontaktiert werden können (siehe Anspruch 5) oder mit Kontaktankerkrallen (22) (siehe Fgur 4). Neben dieser stabförmigen Ausführungsform sind in einer zweiten Variante abgewinkelte bzw. bogige Ausbildung der Enden der integrierten Aktiv-Passiv-Thermoschenkelenden sowie zu Reihenschaltungen fügende und thermisch eintragende verkittende Profilkontaktierung (39) und Leitprofilkontaktierung (40) vorgesehen (siehe Fig. 3b). Damit ist deren unmittelbare, hinführende p/n- und n/p-Kontaktierung zur Realisierung thermoaktiver Übergänge (13) konstruktiv sichergestellt. Beim Zusammenbau thermo­ elektrischer Module (1) werden jeweils dichte p- oder n-leitende thermoelektroaktive Leitlacke (16) auf die Übergangsflächen in geeigneter Schichtdicke aufgetragen und diese anschließend bis bis zur Aushärtung aufeinander gepreßt.The layers of paste or dough to be placed on top of each other of the green sheet to be expanded must be wetted cold beforehand in order to form common cell walls which merge into one another in the hot phase. As a result of such layer-by-layer differentiation, integrated active-passive thermo-limbs ( 14 ) are immediately available during cutting, which can be contacted with or with a thermally entering, indifferent collector hood ( 15 ) with an additional thermally well-contacting active phase ( 26 ) Contact anchor claws ( 22 ) (see figure 4 ). In addition to this rod-shaped embodiment, angled or curved design of the ends of the integrated active-passive thermocouple ends as well as thermally inserting cemented profile contact ( 39 ) and guide profile contact ( 40 ) are provided (see Fig. 3b). This ensures their direct, leading p / n and n / p contact for the realization of thermoactive transitions ( 13 ). When assembling thermoelectric modules ( 1 ), dense p- or n-type thermoelectroactive conductive lacquers ( 16 ) are applied to the transition surfaces in a suitable layer thickness and these are then pressed together until they have hardened.

Aspekte zur stofflichen Auswahl intermetallischer thermoelektroaktive Korngrößen (17)Aspects of material selection of intermetallic thermoelectroactive grain sizes ( 17 )

Die auffälligste Eigenschaft intermetallischer Verbindungen ist die Sprödigkeit, die ihrer sonstigen technischen Verwendung entgegensteht. Insofern sind bei den für Thermoelektrika (3) zuständigen zintischen, insbesondere Grimm - Sommerfeldschen Phasen nur bei einigen Zerschnitte für diskrete Aktivschenkelteile ohne Bruchgefahr möglich (ZNSb). Bei einer Reihe wichtiger Thermoelektrika (3) konnte die Sprödigkeit gemildert werden und bei anderen nicht. Erfindungsgemäß können auch letztere zur Ausbildung einer thermoelektroaktiven Wirkphase (30) herangezogen werden. Materialveredelnde Prozesse entfallen dabei ganz. Der durchweg metallische elektrische Leitwert berechtigt zum Aufbau schaumgestreckter, thermoelektro­ aktiver Wirkphasen (30), die kaum mit durchkontaktierenden Wirkphasen (26) leitwertgestützt werden müssen.The most striking property of intermetallic compounds is their brittleness, which prevents their other technical use. In this respect, the cintical, in particular Grimm - Sommerfeld phases, which are responsible for thermoelectrics ( 3 ), are only possible with a few cuts for discrete active leg parts without risk of breakage (CNSb). The brittleness could be reduced in a number of important thermoelectrics ( 3 ) and not in others. According to the invention, the latter can also be used to form a thermoelectroactive active phase ( 30 ). Processes that refine materials are completely eliminated. The consistently metallic electrical conductance entitles to the construction of foam-stretched, thermoelectroactive active phases ( 30 ), which hardly need to be conductance-supported with through-contact active phases ( 26 ).

Geeignete thermoelektroaktive Korngrößen (17) verfügbarer, intermetallischer Verbin­ dungen mit geeigneter Anzahl und Beweglichkeit von Ladungsträgern sind - neben hier nicht genannten - Kadmiumantimonid CdSb (400 Mikrovolt/Grad Kelvin), Magnesium­ stannid Mg2Sn (270 Mikrovolt/Grad Kelvin), Zinkantimonid SbZn (220 . . . 300) Mikro­ volt/Grad Kelvin). Die Angaben sind relative Thermokräfte der stöchiometrisch her­ stellbaren Grundsubstanzen, welche durch geeignete Dotierungen noch wesentlich stei­ gerbar sind (Prägung von p-Typ und n-Typ). Weiterhin gibt es durch bergmännischen Abbau gewinnbare Verbindungshalbleiter des Zinkblendetyps. Für ihre Verwendung in thermoelektrischen Anordnungen sind auch nur grobe, mechanische Reinigungsvor­ gänge oder Selektierungen von Kristalltypen erforderlich, da ja keine geeichten mikroelektronischen Chips, sondern ohnehin nur stets stromlieferungsschwankende thermoelektrische Anordnungen entstehen.Suitable thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) of available intermetallic compounds with a suitable number and mobility of charge carriers are - in addition to those not mentioned here - cadmium antimonide CdSb (400 microvolts / degree Kelvin), magnesium stannide Mg 2 Sn (270 microvolts / degree Kelvin), zinc antimonide SbZn (220... 300) micro volt / degree Kelvin). The data are relative thermal forces of the stoichiometrically producible basic substances, which can be increased significantly by suitable doping (embossing of p-type and n-type). Furthermore, there are zinc semblindable compound semiconductors that can be obtained by mining. For their use in thermoelectric arrangements, only rough, mechanical cleaning processes or selections of crystal types are required, since there are no calibrated microelectronic chips, but anyway only thermoelectric arrangements fluctuating in terms of power supply.

Beschaffungskosten und technischer Aufwand für natürliche Thermoelektrika (3) in Thermoschenkeln (7) mit SchaumstrukturanteilProcurement costs and technical outlay for natural thermoelectrics ( 3 ) in thermal legs ( 7 ) with a foam structure component

Die Kosten für Kristallzerschnitt - insbesondere für Zerteilungsvorgänge - sind niedrig. Thermoelektroaktive Korngrößen (17) gelangen zusammen mit indifferenten Leitlackkomponenten in Mischtrommeln, wo Benetzung bis zur pastenartigen Konsistenz erfolgt. Lufthärtende, thermoelektroaktive Pasten können abgefüllt und bevor­ ratet werden.The cost of crystal cutting - especially for dicing - is low. Thermoelectroactive grain sizes ( 17 ), together with indifferent conductive lacquer components, arrive in mixing drums, where wetting takes place to a paste-like consistency. Air-curing, thermoelectroactive pastes can be filled and pre-rated.

Es entspricht den geschehenen Vorgängen und Tatbeständen, daß die weltweite historische und gegenwärtige Bleigewinnung zum größten Teil aus Galenit (Bleiglanz) erfolgt(e), derzeit sich die Kfz-Bleialtbatterien landesweit häufen, jedoch für eine installierte, thermoelektrische Leistung von 1 KW nicht einmal 10 kg "Bleierz" benötigt werden. Das chemisch reine Akkumulatorenblei eignet sich mit Schwefel zur großtechnischen, hydrothermalen Direkt­ synthese von Galenit (Bleisulfid).It corresponds to the events and facts that have occurred that the worldwide historical and current lead extraction is largely from galena (galena), currently lead-acid automotive batteries are piling up nationwide, but for an installed thermoelectric one  Power of 1 KW not even 10 kg "lead ore" are required. The chemically pure Accumulator lead is suitable with sulfur for large-scale, hydrothermal direct synthesis of galena (lead sulfide).

Der messing-goldglänzende Pyrit wurde eine gewisse Zeit für die Produktion von Transistoren benutzt und erscheint mit ausreichenden Eigenschaften interessant für optoelektronische Anwendungen.The brass-gold shiny pyrite became a certain time for the production of transistors uses and appears with sufficient properties interesting for optoelectronic Applications.

Unspaltbar und hart, jedoch in seiner naturellen Vorkommensweise in dünne Schei­ ben zerschneidbar, kann er sofort zur thermoelektrischen Paarung mit dem ebenso verarbeitbaren Chalkopyrit oder anderen natürlichen oder synthetischen Thermoelek­ trika (3) verwendet werden. Der selbst synthetisch zugängliche Pyrit bedarf aller­ dings - ähnlich wie Silizium - komplizierter, energieaufwendiger Kristallaufzucht, die nur wesentlich kleinere Kristalle liefert. Die Verschwendung natürlichen Pyrits (SO2- umweltbelastender Röstprozess zu FE2O3-Herstellung) und der anderen hocheffizienten Verbindungshalbleiter ist nicht mehr gerechtfertigt.Uncleavable and hard, but can be cut into thin slices in its natural occurrence, it can be used immediately for thermoelectric pairing with the equally processable chalcopyrite or other natural or synthetic thermoelectrics ( 3 ). However, the synthetically accessible pyrite, like silicon, requires more complex, energy-intensive crystal growing, which only yields much smaller crystals. The waste of natural pyrite (SO 2 - environmentally harmful roasting process for the production of FE 2 O 3 ) and the other highly efficient compound semiconductors is no longer justified.

Ausrichten ausgeprägt anisotroper Thermoelektrika (3) in die thermoelektrische Vor­ zugsrichtung (Anspruch 15)Aligning pronounced anisotropic thermoelectrics ( 3 ) in the thermoelectric preferred direction (claim 15)

Zumeist sind bei den aus Erzvorkommen selektierbaren Verbindungshalbleitern vor­ nehmlich die kristallinen Formen - und von denen bevorzugt die kubisch kristallisierenden, isotropen (ohne thermoelektrische Vorzugsrichtung) - am besten verwendbar. Isotrope Eigenschaft bedeutet: Keine Vorzugsrichtung für physikalische Effekte). So bringt ein spezifisch gleich gut kontaktierter Übergang mit feinkörnigerem, oktaedrischem Galenit (PbS = Bleiglanz) nur einen Teil des Thermostroms, wie eine richtig an einem Einkristall in Vorzugsrichtung ausgewählte, gleichgroße Fläche, die sich in Flächenkontaktierung zu einem Metall, Verbindungshalbleiter oder anderem Thermoelektrikum (3) befindet. Hingegen zeigen sogar große Pyritwürfel (mit z. B. 5 cm Kan­ tenlänge) an jedem Punkt ihrer Flächen - und sogar über die längste Eckpunktverbin­ dung - hohen Leitwert und gleiche differentielle Thermokräfte. Insofern bleiben schonend aus ihm bereitete Korngrößen stets kubisch kristallisiertes Pyritgranu­ lat oder -pulver (auch in verteiltem Zustand). Anisotropie ist graduell ausgeprägt. So erbringen "ungeordnet" verteilte schwächer anisotrope thermoelektroaktive Korn­ größen (17) höhere Thermoströme als "ungeordnet" verteilte stärker anisotrope. In most cases, the crystalline forms - and of which preferably the cubically crystallizing, isotropic (without thermoelectric preferred direction) - are best used for the compound semiconductors that can be selected from ore deposits. Isotropic property means: no preferred direction for physical effects). For example, a specifically equally well-contacted transition with fine-grained, octahedral galena (PbS = galena) brings only part of the thermal current, like a correctly selected, equally large area on a single crystal that is in surface contact with a metal, compound semiconductor or other thermoelectric material ( 3 ) located. On the other hand, even large pyrite cubes (e.g. with a 5 cm edge length) show high conductance and the same differential thermal forces at every point on their surfaces - and even over the longest corner point connection. In this respect, grain sizes gently prepared from it always remain cubic crystallized pyrite granules or powder (even in a distributed state). Anisotropy is gradual. Thus, "disorderly" distributed weaker anisotropic thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) produce higher thermal currents than "disordered" distributed more anisotropic.

In Tabellenbüchern begnügt man sich bei der Angabe von Thermospannungswerten für nichtkubische Systeme mit der Angabe der Werte für einen Temperaturgradienten senkrecht oder parallel zur kristallographischen Achse. Ein eindeutiger Anisotro­ pieeinfluß läßt sich bei Antimon, Cadmium und Wismut feststellen.In table books, one is satisfied with the specification of thermal voltage values for non-cubic systems with the specification of the values for a temperature gradient perpendicular or parallel to the crystallographic axis. A clear anisotrop The influence of antimony, cadmium and bismuth can be determined.

Bleiglanz ist auch erheblich anisotrop und wird in dichten oder Schaumstrukturen mit geeigneten Feldern während des Erhärtens oder Erkaltens begleitend nachfor­ miert, indem oberflächenlokalisierte Dipole eines Galenitpartikels diesem gesamt­ körperlich eine ausrichtende Bewegungskomponente entsprechend der Felddurchflu­ tung zwingend mitteilen. Es liegt im Rahmen fachmännischen Handelns, die Schicht­ dicken der zähen Lack- oder Glasphasen für ausreichenden Felddurchgriff zu er­ mitteln. Es können statische Hochspannungsfelder oder solche sein, die noch mit einer niederfrequenten Feldkomponente überlagert sind. Bei ferromagnetischen Kri­ stallen tun dies auch Permanentmagnetfelder. So läßt sich Pyrit durch ein Permanent­ magnetfeld über zwischenzeitlich entstehendes Pyrrothin statistisch ausrichten (siehe Anspruch 15, Dampfphasentransport).Galena is also significantly anisotropic and is found in dense or foam structures with suitable fields during the hardening or cooling process lubricated by the surface-localized dipoles of a galena particle as a whole physically an aligning motion component according to the field flow mandatory notification. It is within the framework of professional action, the shift thick of the tough lacquer or glass phases for sufficient field penetration average. It can be static high voltage fields or those that are still with are superimposed on a low-frequency field component. For ferromagnetic cri stable magnetic fields. So pyrite can be permanent Align the magnetic field statistically with pyrrothin that has arisen in the meantime (see claim 15, vapor phase transport).

Beim Zerkleinern bringen zerreißende, ultraschnell und hart einwirkende Prall- oder Schlagmühlen meist eigenschaftszerstörende Gitterdefekte oder Triboeffekte ein, die umso mehr leistungsmindernd wirken, je feiner die Korngrößen sind. Allerdings können Gitterdefekte die elektrische Leitfähigkeit halbleitender Ver­ bindungen wiederum erhöhen. Im Ergebnis der Beachtung solcher verarbeitungstech­ nischer Aspekte sind mehrheitlich bergmännisch abbaubare, zahlreiche, hydrother­ mal kristallisierte Verbindungshalbleiter für solare Temperaturbereiche als thermoelektroaktive Korngrößen (17) in thermoelektroaktiven Leitlacken (16) oder thermoelektroaktiven Schaumleitlacken (25) in einfacher Weise zur regene­ rativen Energiegewinnung geeignet (siehe Anspruch 15, Formierung).When crushing, tearing, ultra-fast and hard impact impact or impact mills usually introduce property-destroying lattice defects or tribo-effects, which have a performance-reducing effect, the finer the grain sizes. However, lattice defects can in turn increase the electrical conductivity of semiconducting connections. As a result of the consideration of such processing-technical aspects, mostly mining-degradable, numerous, hydrothermally crystallized compound semiconductors for solar temperature ranges are suitable as thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) in thermoelectroactive conductive lacquers ( 16 ) or thermoelectroactive foam conductive lacquers ( 25 ) in a simple way for regenerative, reactive energy generation Claim 15, formation).

Einfache, aber effiziente Möglichkeiten steigerbarer, differentieller Thermo­ kräfte durch Defekt- und Überschußbehandlung und StörstellendotierungenSimple but efficient ways of increasing differential thermal forces through defect and excess treatment and impurity doping

Bleiglanz und Pyrit sind weiterhin mit sich selbst in Homojunktion als hocheffi­ ziente, thermoelektrische Paarung möglich. Die Art und Dichte der für zu erzeugende Thermoströme notwendigen Ladungsträger läßt sich bei Bleiglanz PbS zwischen ca. plus 700 Mikrovolt (Defektleiter) und minus 500 Mikrovolt (Überschußleiter) pro Grad Kelvin einstellen. Hierzu kann der Galenit = PbS nach Schwefelbehandlung als sogenannter Defekthalbleiter oder vermittels entziehender Vakuumbehandlung als Überschußhalbleiter ausgebildet werden. Galena and pyrite are still highly effective with themselves in homojunction efficient thermoelectric pairing possible. The type and density of those to be generated The necessary charge carriers for thermal currents can be used for galena PbS between approx. plus 700 microvolts (defect conductor) and minus 500 microvolts (excess conductor) per Set degrees Kelvin. For this purpose, the galena = PbS after sulfur treatment as so-called defect semiconductor or by means of extracting vacuum treatment as Excess semiconductors are formed.  

Eine Thermopaarung beider ist für solare Temperaturangebote bestens geeignet und erbringt schon bei 100 Grad Celsius Temperaturgradient 120 Millivolt Thermo­ spannung, das heißt, eine Hintereinanderschaltung von 100 thermoelektrischen Einzelelementen erbringt schon Leerlaufspannungen von 12 Volt. Für kräftige Ther­ moströme ist der Eigenleitwert hoch genug, wobei eine ausreichende Flächenkon­ taktierung z. B. mit Leitgummi (37) oder Leitlack wichtig ist. Die anlegbaren Temperaturen liegen über der obersten Temperaturgrenze nichtfokussierender, wohl aber mit Wärme­ fallenvorrichtungen arbeitender thermaler Solartechnik.A thermocouple of the two is ideally suited for solar temperature offers and provides 120 millivolts of thermal voltage even at a temperature gradient of 100 degrees Celsius, which means that a series connection of 100 individual thermoelectric elements already produces open-circuit voltages of 12 volts. For strong thermal currents, the intrinsic conductance is high enough. B. with conductive rubber ( 37 ) or conductive varnish is important. The temperatures that can be applied are above the highest temperature limit of non-focussing thermal solar technology, but they do work with heat trapping devices.

Die teuren, zinnbleigelöteten, normal bis 60 Grad Celsius dauerbelastbaren Thermo­ elektrika (3) der Wismuttelluridreihe erbringen mit 264 Hintereinanderschaltungen weit weniger (Versuchsmessung) als einem jeweils gleichem Temperaturgradienten aus­ gesetzten "naturreinen" Bleiglanzkristalle. Ihr Vorteil liegt begründet in Lötbarkeit (nach Vorbehandlung) und einer großen Festigkeit. Die Spaltbarkeit und geringere Härte des Bleiglanzes lassen diskrete Kristallscheiben erst ab einer bestimmten Größe zu. Pyrit ist ausreichend hart. Er kann ebenfalls als Überschuß- oder Defekthalbleiter für Homojunktionen ausgebildet werden. Die Naturformen besitzen zwar voneinander abweichende, aber stets noch ausreichend und viel höhere Werte an differentieller Thermokraft, als die besten als Thermoelektrikum (3) verwendeten Metalle. Dabei ist positiv davon auszugehen, daß große Mengen an einem Fundort gewonnener Verbindungshalbleiter relativ konstante Werte aufweisen. Für die Reihenschaltung unterschiedlich Thermospannung liefernder thermoelektrischer Einzelelemente hinsichtlich einer Gleichstromausgangsleistung ist dies ohne Belang, da die Spannungen und Ströme sowieso temperaturabhängig schwanken.The expensive, tin-lead-soldered thermoelectrics ( 3 ) of the bismuth telluride series, which can withstand normal loads of up to 60 degrees Celsius, achieve far less with 264 connections in series (test measurement) than an identical temperature gradient made from "naturally pure" lead-luster crystals. The advantage lies in solderability (after pretreatment) and great strength. The cleavage and lower hardness of the lead gloss only allow discrete crystal wafers to be used from a certain size. Pyrite is hard enough. It can also be designed as excess or defect semiconductor for homojunctions. The natural forms have different, but always sufficient and much higher values of differential thermal power than the best metals used as a thermoelectric ( 3 ). It can be positively assumed that large quantities of compound semiconductors obtained at a site have relatively constant values. This is irrelevant for the series connection of thermoelectric individual elements supplying different thermal voltages with regard to a direct current output power, since the voltages and currents fluctuate depending on the temperature anyway.

Direktschäumung nichtmetallischer Thermoelektrika (3) (Ansprüche 9, 15)Direct foaming of non-metallic thermoelectrics ( 3 ) (claims 9, 15)

Wenn das Halbmetall Selen in geschäumter Form nach Absolvierung von Temperaturhal­ tebereichen über 72 Grad Celsius in die schwarze, metallische Form gebracht wird, ergibt sich ein hochaktives Thermoelektrikum mit differentiellen Thermokräften bis ca. 700 Mikrovolt pro Grad Celsius in einem Bereich bis knapp 200 Grad Celsius. Die Temperaturbeständigkeiten lassen sich von herkömmlichen Selengleichrichtern ableiten. Geschäumtes, nachträglich in hexagonal rekristallisierte (schwarze) Form gebrach­ tes, metallisches Selen weist schaumglasähnliche Festigkeit und ähnliche Wärmedämmwerte wie Polyurethanhartschaum oder Styrudor auf und in dichter Form bei 239 Grad Kelvin eine vergleichbare elektrische Leitfähigkeit von 8 MS/m etwa wie das Metall Chrom (7,8 MS/m) auf. Mit dem Eigenlei­ tungshalbleiter Selen sind nach leicht vollziehbarer (weil in die Schmelze einbring­ barer) Dotierung viele effektive, thermoelektrische Paarungen möglich. Geeignete Do­ tierungen erbringen bei dem Elementhalbleiter Selen eine zusätzliche Fremdleitfähig­ keitskomponente und bei Belichtung die tausendfache Leitfähigkeit des undotierten Se­ lens.If the semimetal selenium is in foamed form after completing Temperaturhal areas above 72 degrees Celsius are brought into the black, metallic form, the result is a highly active thermoelectric with differential thermal forces up to approx. 700 microvolts per degree Celsius in a range up to almost 200 degrees Celsius. The temperature resistance can be obtained from conventional selenium rectifiers deduce. Foamed, subsequently broken into hexagonal recrystallized (black) form tes, metallic selenium has foam-like strength and similar thermal insulation values such as rigid polyurethane foam or Styrudor on and in dense form at 239 degrees Kelvin comparable electrical  Conductivity of 8 MS / m about like the metal chrome (7.8 MS / m). With the peculiarity tional semiconductors Selenium are more easily traceable (because they are introduced into the melt barer) doping many effective thermoelectric pairings possible. Suitable Thurs The element semiconductors selenium provide additional external conductivity component and when exposed to light the thousandfold conductivity of the undoped Se lens.

Die thermoelektroaktive Kollektorhaube (19) - nutzbringende Applikation für Aktivschenkelteile (2) mit halbleitenden Abfällen aus Halbleiter produzieren­ den und verarbeitenden Branchen (6)The thermoelectroactive collector hood ( 19 ) - useful application for active leg parts ( 2 ) with semiconducting waste from semiconductor produce and processing industries ( 6 )

Mit der Applikation der thermoelektroaktiven Kollektorhaube (19) bieten sich bedeutende Möglichkeiten, verschiedene, stoffgleiche, halbleitenden Abfallkorngrößenklassen der Halbleiterindustrie zu nutzen. Beginnend mit Abfällen bei Extrahieren gezüchteter Kristalle, der Scheibenherstellung und deren Zerschnitt, bis hin zu Abfällen der Solarzellenproduktion oder Chipherstellung können Fraktionen getrennt und zur Herstellung dieser Art von Aktiv­ schenkelteilen (2) genutzt werden (siehe Anspruch 6).With the application of the thermoelectroactive collector hood ( 19 ) there are significant opportunities to use different, semiconducting waste grain size classes of the semiconductor industry with the same material. Starting with waste when extracting grown crystals, the production of wafers and their cutting, to waste from solar cell production or chip production, fractions can be separated and used to manufacture this type of active leg parts ( 2 ) (see claim 6).

Was für die Zwischen- oder Endprodukte der Mikroelektronik überdotiert wurde, außerhalb zulässiger Meßtoleranzen liegt oder bei der Weiterverarbeitung zu verunreinigendem Bruch geht, wie der Verschnitt polykristallinen oder monokristallinen Siliziums bei der Solarzellenproduktion - all dies ist für thermoelektroaktive Korngrößen (17) bestens ge­ eignet. Auch die anlaufende Tripel-Solarzellenproduktion bietet wertvolle Abfallraten an Galliumindiumarsenid, Galliumindiumarsenophosid, (GaInAs), GaInAsP, Indiumphospid (InP), oder andere für die monolithische Tandemsolarzellenproduktion geeignete Verbindungs­ halbleiter. Was photovoltaischen Anforderungen genügt oder nicht mehr - all das ist mehrheitlich noch zur Erzeugung von thermoelektrischen Potentialen geeignet. Mit granuliertem, dichtem metallischem Selen, Randverlusten bei der Siliziumschei­ benherstellung oder vornehmlich dotiertem kristallinem, gegebenenfalls aus alumino­ thermisch gewonnenen Silizium (siehe Anspruch 19), vorerwähnten synthetischen oder bergmännisch gewonnenen Verbindungshalbleitern als kontaktierbare thermoelek­ troaktive Korngröße (17) in einer elektrisch leitfähigen Einbettung sind preiswert thermoelektroaktive Kollektorhauben (19) auf geschäumten Passivschenkelteilen (4) formschlüssig - erhärtend für flächenhaften Dauerkontakt aufbringbar. Als Einbet­ tungsmasse für alle thermoelektroaktive Korngrößen dient indifferenter Leitlack (18), wobei eine eigenleitende Lackgrundkomponente von Vorteil ist. What has been over-doped for the intermediate or end products of microelectronics, is outside of permissible measurement tolerances or is broken during further processing, such as the waste of polycrystalline or monocrystalline silicon in solar cell production - all of these are best suited for thermoelectroactive grain sizes ( 17 ). The starting triple solar cell production also offers valuable waste rates of gallium indium arsenide, gallium indium arsenophoside (GaInAs), GaInAsP, indium phosphide (InP), or other compound semiconductors suitable for monolithic tandem solar cell production. What meets or no longer meets photovoltaic requirements - all of this is still mostly suitable for generating thermoelectric potentials. With granulated, dense metallic selenium, edge losses in the manufacture of silicon wafers or primarily doped crystalline, optionally made from alumino thermally obtained silicon (see claim 19), the above-mentioned synthetic or mined compound semiconductors as contactable thermoelectroactive grain size ( 17 ) in an electrically conductive embedding are inexpensive thermoelectroactive collector hoods ( 19 ) on foamed passive leg parts ( 4 ) in a form-fitting manner - can be applied for permanent contact over a wide area. Indifferent conductive lacquer ( 18 ) serves as an embedding compound for all thermoelectroactive grain sizes, an intrinsically conductive lacquer base component being advantageous.

In dieser Art und Weise aufgebaute thermoelektroaktive Kollektorhauben (19) werden so funktional zu elektrisch leitend aufkittbaren Aktivschenkelteilen (2).Thermoelectroactive collector hoods ( 19 ) constructed in this way thus functionally become active leg parts ( 2 ) which can be cemented on in an electrically conductive manner.

Diese sind nun eine voluminöse bis dünnschichtige Aushärtung eines thermoelek­ troaktiven Leitlacks (16) wie zuvor beschrieben.These are now a voluminous to thin-layer curing of a thermoelectrically active conductive varnish ( 16 ) as previously described.

Als thermoelektroaktive Korngrößen (17) sind alle sich im Leitlackverbund antikor­ rossiv verhaltenden Thermoelektrika (3) geeignet. Hierzu eignen sich viele Thermo­ elektrika (3), da es hermetisierende, indifferente Leitlacke (18) als Ausgangsbasis gibt. Auf diese Weise können thermoelektrische Paarungen mit sehr hohen differen­ tiellen Thermokräften realisiert werden - von 400 bis 1200 Mikrovolt pro Grad Kelvin. Thermokräfte, die im Falle freibewitterter Thermoelektrika (3) - zum Beispiel zwischen Silizium und Blei, Tellur, Selen, Siliziumkarbid, Platin, Kohlenstoff, Borkarbid und Konstantan bald abstumpfen würden. Siliziumkarbid kann mit Dotierung über einen Bereich von 7 Zehnerpotenzen hinsichtlich seiner elektrischen Leitfähig­ keit bis hin zu relativ niederohmigen Werten verändert und so für thermoelektrische Anordnungen geeignet gemacht werden.Suitable thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) are all thermoelectrics ( 3 ) which are anticorrosive in the conductive lacquer composite. Many thermoelectrics ( 3 ) are suitable for this, since there are hermetic, indifferent conductive varnishes ( 18 ) as a starting point. In this way, thermoelectric pairings with very high differential thermal forces can be achieved - from 400 to 1200 microvolts per degree Kelvin. Thermal forces that would soon dull in the case of weathered thermoelectrics ( 3 ) - for example between silicon and lead, tellurium, selenium, silicon carbide, platinum, carbon, boron carbide and constantan. Silicon carbide can be modified with doping over a range of 7 powers of ten with regard to its electrical conductivity to relatively low-resistance values and can thus be made suitable for thermoelectric arrangements.

Auf geschäumte Passivschenkelteile (4) können auch porig eindringende, sich verankernde, nach dem Abbinden elastisch, gummiartige Formen von thermoelek­ troaktiven Kollektorhauben (19) als Aktivschenkelteil kontaktierend aufgebracht werden. In solcher Form ausgeführte Aktivschenkelteile (2) sind dichte, gra­ duell von weich anschmiegender, bis zu harter Konsistenz mögliche, abbindende Verbunde aus Lackgrundkomponenten von vorher flüssigen, vernetzbaren Polyiso­ zyanaten und Polyolen oder bei der Abbindung trimerisierender Polyisozyanate. Die verschiedenen Schäumungsgraden hinzufügbare Eigenschaft gradueller Elasti­ zität macht die PUR-Lackgrundkomponente nach Versatz mit Wirkphasenanteilen für jede Art der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ihermoschenkel (7) mit Schaum­ strukturanteil zu einer der wichtigsten. Wichtig ist hierbei zu wissen, daß flä­ chenhaft groß dimensionierte, thermoelektrische Wandlereinheiten mit schaumge­ streckten Wirkphasen bei nichteigenleitender Lackgrundkomponente, mit infolge­ dessen geringeren spezifischen Thermostromdichten dennoch beeindruckende elek­ trische Leistungen im hohen Wirkungsgradbereich liefern können. Es können alle vorgenannten halbleitenden und die intermetallischen Verbindungen mit ihren an­ nähernd, hohen metallischen Leitwerten, befriedigenden bis hohen differentiellen Thermokräften in einen elektrisch leitenden, weichelastischen bis schaumstoffar­ tigen, verfugenden Verbund gebracht werden, der beste Verarbeitungschancen für großflächige thermoelektrische Module (1) in Schalen von Bauhüllen besitzt. On foamed passive leg parts ( 4 ), porous penetrating, anchoring, elastic, after setting, rubber-like shapes of thermoelectroactive collector hoods ( 19 ) can be applied as an active leg part. Active leg parts ( 2 ) designed in this way are dense, gra duell from softly fitting, to hard consistency possible, setting composites from basic lacquer components of previously liquid, crosslinkable polyisocyanates and polyols or in the setting of trimerizing polyisocyanates. The property of gradual elasticity, which can be added to various degrees of foaming, makes the PUR lacquer base component one of the most important, after being mixed with active phase components for each type of Ihermoskel ( 7 ) proposed according to the invention with a foam structure component. It is important to know here that large-area thermoelectric converter units with foam-stretched active phases with non-intrinsically conductive base component components can nevertheless deliver impressive electrical performance in the high efficiency range due to its lower specific thermal current densities. All the aforementioned semiconducting and intermetallic compounds with their approximate, high metallic conductivities, satisfactory to high differential thermal forces can be brought into an electrically conductive, soft-elastic to foam-like, grouting compound, which offers the best processing opportunities for large-area thermoelectric modules ( 1 ) in shells of building envelopes.

Es können nämlich die thermoelektroaktiven Leitlacke (16), die zur aufbauenden, funktionalen Gestaltung jedes einzelnen thermoelektrischen Einzelelementes (6) notwendig sind, durch chemisch andockende Normal-PUR-Lacke vorteilhaft ein­ gebunden werden.Namely, the thermoelectroactive conductive lacquers ( 16 ), which are necessary for the constructive, functional design of each individual thermoelectric element ( 6 ), can advantageously be bound by chemically docking normal PUR lacquers.

Hochtemperaturschäumung von Magnetit (Anspruch 10)High temperature foaming of magnetite (claim 10)

Beste Eignung zum Schäumen (über 1500 Grad Celsius) hat der als Thermoelektrikum (3) einsetzbare Verbindungshalbleiter Fe3O4, der in geschäumter Form leicht wird und hoch feuerfest bleibt. Sein Einsatz gestaltet sich kostengünstig (siehe Anspruch 10). Schon als Erz hat er erhebliche Stromleitfähigkeit (0,005 Ohmcm), ist so hart wie Pyrit (Härte nach Mohs 5,5-6,5) und außerdem rein und konzentriert gewinnbar z. B. aus dem stark exothermen Abbrand von Eisendrehspänen. Fe3O4 ist entstehendes Oxydations- und Abfallprodukt jeder Glühbehandlung von Stahl und Eisen.The best suited for foaming (over 1500 degrees Celsius) is the compound semiconductor Fe 3 O 4 , which can be used as a thermoelectric ( 3 ), which becomes light in a foamed form and remains highly fire-resistant. Its use is inexpensive (see claim 10). Already as ore, it has considerable current conductivity (0.005 Ohmcm), is as hard as pyrite (hardness according to Mohs 5.5-6.5) and is also pure and concentrated, e.g. B. from the highly exothermic burn-up of iron turning chips. Fe 3 O 4 is the resulting oxidation and waste product of every annealing treatment of steel and iron.

Bereits gegen Kupferdünnschichten entwickelt er 5,5 Millivolt, gegen andere Verbin­ dungshalbleiter über 12 Millivolt pro 100 Grad Celsius Temperaturunterschied. Er ist p- und n-dotierbar, mit Spitzenwerten von +12 Millivolt und -12 Millivolt bei 100 Grad Celsius Temperaturunterschied, das heißt 24 Millivolt in einer Homo­ junktion. Seine Leitfähigkeit ist für thermoelektrische Anwendungen ausgezeichnet, ebenso die granitähnliche Feuerfestigkeit und Unverwitterbarkeit. Die thermoelek­ trische Paarung mit sulfidischen, selenidischen, arsenidischen anderen, als Erz abbaubaren Verbindungshalbleitern ist möglich. Die Festigkeit durchgehend geschäum­ ter Thermoschenkel (11) oder integrierter Aktiv-Passiv-Thermoschenkel (14) reicht an die von Schlackepflastersteinen heran, was eine tragende und trittfeste Verwendung unter sonnenaufheizbaren Bitumendecken ermöglicht.It developed 5.5 millivolts against copper thin layers and over 12 millivolts per 100 degrees Celsius temperature difference against other compound semiconductors. It can be p- and n-doped, with peak values of +12 millivolts and -12 millivolts at a temperature difference of 100 degrees Celsius, i.e. 24 millivolts in one homo junction. Its conductivity is excellent for thermoelectric applications, as is the granite-like fire resistance and weatherability. The thermoelectric coupling with sulfidic, selenidic, arsenidic other than ore-degradable compound semiconductors is possible. The strength of continuously foamed thermo-leg ( 11 ) or integrated active-passive thermo-leg ( 14 ) is close to that of cinder blocks, which enables a load-bearing and sturdy use under sun-heated bitumen ceilings.

Verfestigende und leitwertoptimierende Armierungen in tragenden Schaumstruktur­ verbänden (Anspruch 10)Reinforcing and conductance-optimizing reinforcements in load-bearing foam structure associations (claim 10)

Es können zusätzlich dünne, elektrisch leitfähigkeitsvermittelnde, zugleich mechanisch verfestigende, faserhafte Armierungen mit hohem funktionalem Anteil, aber kaum wärme­ dämmsenkender Wirkung in den strukturellen Längsaufbau großdimensionierter integrierter Aktiv-Passiv-Thermoschenkel (14) oder durchgehend geschäumter Thermo­ schenkel (11) eingebracht werden. Zum Beispiel hochfeste Karbonfasern (siehe Anspruch 10).In addition, thin, electrically conductivity-imparting, at the same time mechanically strengthening, fibrous reinforcements with a high functional proportion, but hardly any heat-reducing effect, can be introduced into the structural longitudinal structure of large-sized integrated active-passive thermal legs ( 14 ) or continuously foamed thermal legs ( 11 ). For example, high-strength carbon fibers (see claim 10).

Selen kann in amorpher Phase geschäumt werden und oberhalb 72 Grad Celsius thermisch bei bis zur 200 Grad Celsius beständigen, schwarzen, metallischen Form dauerhaft formiert werden (siehe Anspruch 15).Selenium can be foamed in the amorphous phase and thermally above 72 degrees Celsius permanently formed in a black, metallic shape that is resistant to up to 200 degrees Celsius be (see claim 15).

Die Festigkeit des thermoelektroaktiven Schaumstrukturverbandes wird mit Armierungen aus selenversetztem, halbleitendem Glasfasern erreicht. Eine Sonderform eines sich selbst armierenden, schaumstrukturähnlichen Verbundes bilden wärmedämmende, aber stromleitende, porige Korngrößen, etwa Hartholzkohlen- oder Koksgranulate, die umschichtet sind mit schwarzem Selen oder anderen verflüssigbaren Thermoelektrika (3) und deren vorherige, poreneindringende Oberflächeninkrustierung durch Benetzen mit der flüssigen Phase in Mischtrommeln stattfand und dann nachträglich in die kristallograp­ hisch metallische Form überführt wurde (siehe Anspruch 4).The strength of the thermoelectroactive foam structure is achieved with reinforcements made of selenium-offset, semiconducting glass fibers. A special form of a self-reinforcing, foam structure-like composite is formed by heat-insulating, but current-conducting, porous grain sizes, such as hardwood charcoal or coke granules, which are coated with black selenium or other liquefiable thermoelectrics ( 3 ) and their previous, pore-penetrating surface incrustation by wetting with the liquid phase in Mixing drums took place and then was subsequently converted into the crystallographic metallic form (see claim 4).

Die Inkrustierung der Thermoelektrika kann vor der Erstarrung auf den noch freien Partikeln vor ihrer Kontaktsinterung (45) in thermoelektrische Vorzugsrichtung polarisiert worden sein - parallel mit der Einbringung eines ferromagnetischen Subpartikels (44) an einem Punkt der Kruste. Dabei werden die thermoelektrische Vorzugsrichtung und das ferromagnetische Subpartikel (44) in der Weise mit gleichzeitig einwirkenden magnetischen und elektrischen Feldkomponenten zueinander geordnet, daß eine später vorzunehmende Orientierung vor Kontaktsinterung (45) nur mit der leichter realisierbaren, zumeist durchgreifenderen magnetischen Feldkomponente möglich ist (siehe Anspruch 15). Bei der begleitenden Formierung können zumindest die dichten Aufbauten thermoelektroaktiver Kollektorhauben (19) und die ähnlicher in der Weise erzeugt werden, daß die beaufschlagenden, polarisierenden Felder nur die aus einer schmalen Schlitzdüse austretenden, zähen Schichtdicken der Grünlingsansätze zu durchdringen haben. In Erweiterung dessen können die austretenden, monomeren Bänder mit alternierender 90 Grad- Kippung endlos zu einem voluminösen Stapel geschichtet werden, der durch periodische Durchflutung jeder neu aufgelegten Lage eine vollständige Richtcharakteristik erhält, die durch parallel sofort nachsetzende Dosierungen von Ultraviolett- oder Blaulichtlaserstrahlen photopolymerisiert werden. Statt der Stapelschichtung kann nach Anspruch 15 auch die Aufwicklung eines Glasbandes auf einen auskühlenden, langgestreckten Wickel mit periodischer Photopolymerisierung erfolgen. The incrustation of the thermoelectrics may have been polarized in the preferred thermoelectric direction prior to solidification on the still free particles before their contact sintering ( 45 ) - in parallel with the introduction of a ferromagnetic subparticle ( 44 ) at one point of the crust. The thermoelectric preferred direction and the ferromagnetic subparticle ( 44 ) are arranged in such a way that magnetic and electrical field components act simultaneously, so that orientation before contact sintering ( 45 ) can only be carried out later with the easier to implement, mostly more thorough magnetic field component (see claim 15). In the accompanying formation, at least the dense structures of thermoelectroactive collector hoods ( 19 ) and the like can be produced in such a way that the polarizing fields acting on them only have to penetrate the viscous layer thicknesses of the green body approaches emerging from a narrow slot nozzle. In addition, the emerging monomeric strips can be layered endlessly with an alternating 90 degree tilt, which receives a complete directional characteristic through periodic flooding of each newly applied layer, which is photopolymerized by immediately subsequent doses of ultraviolet or blue light laser beams. Instead of the stack layering, the winding of a glass band onto a cooling, elongated roll with periodic photopolymerization can also take place.

Metallsinterung oder MetallschäumungMetal sintering or foaming

Einen breiten Raum nehmen metallische Schäume (10) bei der Herstellung der erfin­ dungsgemäßen neuen Ihermoschenkel (7) ein, da sie hohe elektrische Leitwerte haben und das Erfordernis der technologischen Beherrschung der Ladungsträgerübermittlung zwischen thermoelektroaktiver - (30) und durchkontaktierender Wirkphase (26) wie in nichtmetallischen Schaumstrukturen notwendig - wegfällt. Sie können in Se­ kundenschnelle hergestellt und danach beliebig lange gelagert werden. Der neuzeit­ lichen Metallschäumung stehen die seit langem ausgereiften pulvermetallurgischen Sinterverfahren gegenüber, die möglicherweise für demgemäß strukturierte Ther­ moschenkel (7) infrage kämen.Metallic foams ( 10 ) take up a large amount of space in the production of the new thermoskeleton ( 7 ) according to the invention, since they have high electrical conductivities and the requirement for technological mastery of charge carrier transmission between the thermoelectroactive ( 30 ) and through-contacting active phase ( 26 ) as in non-metallic foam structures necessary - no longer required. They can be made in seconds and then stored for any length of time. The modern metal foaming is contrasted by the long-established powder-metallurgical sintering processes, which could possibly be considered for a correspondingly structured thermal muscle ( 7 ).

Bestimmte Regimes steuerbarer, beginnendender Metallsinterung oder vorgesinterter poröser Granulate mit aufgebrachten Metallhäuten/schichten können zu einigermaßen brauchbaren großporigen Strukturen im Aufbau von Thermoschenkeln (7) führen, die bei unwesentlicher Minderung elektrischer Leitfähigkeit wesentlich erhöhte Wär­ medämmung und spürbare Gewichtsersparnis zeigen (siehe Anspruch 4, oberflächenin­ krustierte, vorgeblähte Partikel). Zum elektrisch kontaktierenden Zusammenbacken - bezeichnet als Kontaktsinterung (45) - einer thermoelektroaktiven Oberflächenschicht können indes die vorgeblähten Partikel in Mischertrommeln erst mit einer dünnviskosen Paste aus indifferentem Leitlack (18) beschichtet werden und nach Trocknung/Aushärtung nochmals mit einer Schicht thermoelektroaktivem Leitlacks (16) umgeben werden. Analoge, ausgereifte Verfahren mit Verarbeitung gleicher Konsistenzen bietet die Pyrotechnik an, wo statt indifferenter (18) und thermoelektroaktiver Leitlacke (16) ähnliche Ansatzkonsistenzen für Schwarzpulverrinden auf Sterntabletten und -kugeln aufgebaut werden. Dies wäre eine spezielle Form der Sinterung mit thermoaktivem Erfolg und hohem K-Wert.Certain regimes of controllable, beginning metal sintering or pre-sintered porous granules with applied metal skins / layers can lead to reasonably usable large-pore structures in the construction of thermo-limbs ( 7 ) which, with an insignificant reduction in electrical conductivity, show significantly increased thermal insulation and noticeable weight savings (see claim 4, surface-area crusted, pre-inflated particles). For electrically contacting caking - referred to as contact sintering ( 45 ) - of a thermoelectroactive surface layer, however, the pre-expanded particles in mixer drums can first be coated with a thinly viscous paste made of indifferent conductive varnish ( 18 ) and, after drying / curing, again surrounded with a layer of thermoelectroactive conductive varnish ( 16 ) will. Pyrotechnics offers analog, mature processes with processing the same consistencies, where instead of indifferent ( 18 ) and thermoelectroactive conductive varnishes ( 16 ) similar batch consistencies for black powder bark are built up on star tablets and spheres. This would be a special form of sintering with thermoactive success and a high K value.

Betreffs Ergebnisbewertung zur Gestaltung von durchgehenden Thermoschenkeln (7) aus Sinterqualitäten noch nie so verarbeiteter Metalle/Legierungen/intermetallischer Phasen/eigenleitender Elementhalbleiter/Verbindungshalbleiter leitet sich ein wettmachender Erkenntnisstand aus pulvermetallurgischen Verfahren der Herstellung von Thermoelektrika (3) ab. Hier werden schon länger differenzierteste Herstel­ lungstechnologien für Sinterverbunde für thermoelektrische Anwendungen beherrscht. Die Ergebnisse besagen, daß auch höchste Thermo-EMK bislang nicht richtig aus­ nutzbar sind, weil Sinterverbunde von Thermoschenkeln stets hohe Beträge an Ver­ lustwärmeströmen (8) durchlassen.Regarding the evaluation of results for the design of continuous thermo-limbs ( 7 ) from sintered qualities of never-before-processed metals / alloys / intermetallic phases / intrinsically conductive element semiconductors / compound semiconductors, a compelling level of knowledge derives from powder metallurgical processes in the production of thermoelectrics ( 3 ). The most differentiated manufacturing technologies for sintered composites for thermoelectric applications have been mastered here for some time. The results indicate that even the highest thermal emf has not yet been able to be used properly, because sintered composites of thermal legs always allow large amounts of heat loss to pass through ( 8 ).

Es gibt zwar die beisteuernde Phonon-Drag-Komponente der Gesamtthermo-EMK, wonach die Phononenbewegung des Verlustwärmestroms (8) vom heißen zum kalten Ende Elektronen mitreißt, aber dieser hinzuaddierbare Anteil berechnet sich bereits bei Zimmertemperatur zu: Thermokraftanteil der Phonon-Drag-Komponente ist e = proportional 1/T.Although there is the contributing phonon-drag component of the overall thermal EMF, according to which the phonon movement of the heat loss ( 8 ) carries electrons with it from the hot to the cold end, this addable component is calculated at room temperature: Thermonforce component is the phonon-drag component e = proportional 1 / T.

Pulvermetallurgische Verfahren für Reinmetalle lassen demnach erstens keine notwendig hohen Wärmedämmungen erwarten, um mit den relativ geringen Thermo-EMK leistungs­ starke thermoelektrische Module (1) bauen zu können und zweitens beeinträchtigt Sinterung durch ihre Korngrenzendefekte den hohen metallischen Leitwert, der den erhöhten Reihenschaltungsaufwand wettmachen soll. Da die Verursachung letzterer dem Verständnis des Wesens thermoelektrischer Wirkmechanismen und der Erkenntnis über Vorteile alternativ einbringbarer Schaumstrukturen dienlich ist, sei nachfolgend darauf eingegangen.Powder metallurgical processes for pure metals therefore firstly do not expect high thermal insulation to be able to build high-performance thermoelectric modules ( 1 ) with the relatively low thermo-EMF, and secondly, sintering, due to its grain boundary defects, impairs the high metallic conductivity, which is intended to compensate for the increased outlay in series connection. Since the causation of the latter is conducive to an understanding of the nature of thermoelectric mechanisms of action and the insight into the advantages of foam structures which can be introduced alternatively, it will be discussed below.

Insbesondere für die Thermoelektrika (3) der in Niedertemperaturbereichen stattfin­ denden thermoelektrischen Wandlung wurden für die Komponentenvermahlung, Pressung und Sinterung bezüglich der durchgehenden Gestaltung von Thermoschenkeln (7) der Wismut-Antimon-Bleitellurid-Reihen nach Stand der Technik detaillierte Erkenntnisse gewonnen (siehe oben), wie auch für Mittel- und Hochtemperatur-Thermoelektrika (3), die für nichtfokussierende, thermale Solartechnik weniger in Frage kommen.In particular for the thermoelectrics ( 3 ) of the thermoelectric conversion taking place in low-temperature ranges, detailed knowledge of the prior art for bismuth-antimony-lead telluride series was obtained for component milling, pressing and sintering with regard to the continuous design of thermo-limbs ( 7 ) (see above) , as well as for medium and high-temperature thermoelectrics ( 3 ), which are less suitable for non-focusing, thermal solar technology.

Welche vergleichenden und positiven Aspekte ergeben sich für das Schäumen? Ganz abgesehen von minimalem Energieaufwand für das kurzzeitige Schäumen, im Vergleich zu solchem für das mehrere Stunden dauernde Sintern von Metallen, sind erhebliche qualitative Unterschiede hinsichtlich der erzielbaren Strukturen und deren Eigenschaften feststellbar.What are the comparative and positive aspects for foaming? Quite apart from minimal energy expenditure for brief foaming, in Compared to those for sintering metals lasting several hours considerable qualitative differences in the structures that can be achieved and whose properties can be determined.

Stark poröse Sintermetalle zeigen spürbar erhöhte Wärmewiderstandswerte gegenüber homogenen, dichten metallischen Blöcken. Der Sinterverbund erbringt aber noch zu dichte, wieder "zusammengesunkene Packungsdichten" der Sinterparti­ kel - mit nur begrenzter Wärmedämmung, aber neu entstehenden Nachteilen. Sie hängen zusammen mit den verkitteten, ineinandergegangenen Grenzflächen der gesin­ terten Partikel. Diese Übergangszonen sind unrein geworden - weisen Konzentrati­ onsgefälle oder Auskristallisierungen innerer Metallbegleiter auf oder während der langen Sinterzeit neu aufgenommene Stoffe. Aus Übergangszonen können sogar Sperrschichten werden.Strongly porous sintered metals show noticeably higher thermal resistance values compared to homogeneous, dense metallic blocks. The sintered composite provides but still too dense, again "collapsed packing densities" of the sintered parts kel - with only limited thermal insulation, but with emerging disadvantages. they hang together with the cemented, merged interfaces of the Gesin ter particles. These transition zones have become impure - wise concentrates onslope or crystallization of inner metal companions on or during the long sintering period of newly absorbed substances. From transition zones can even Barrier layers will be.

Geschäumte Metalle haben hingegen den höchsten erzielbaren Grad innerer Oberfläche, beziehungsweise den geringsten Kompaktmetalleinsatz für gewinnbares Schaumvolumen, mit derselben Reinheit wie das Kompaktmetall. Energie- und Zeiteinsatz sind verschwindend gering im Vergleich zur Sinterung. Die erzielbaren metallischen Schäume haben mehrfach höhere Wärmewiderstandswerte. Die Metallwände des geschlossen­ zelligen Aufbaus bleiben in der kurzen Schäumungsphase feinkristallines, reines Metall, mit dementsprechend hohen elektrischen Leitwerten. Insofern ist eine ausgezeichnete Eignung zur Fertigung verlustwärmedämmender Thermoschenkel (7) thermoelektrischer Wandler vorhanden.Foamed metals, on the other hand, have the highest achievable degree of inner surface, or the least use of compact metal for extractable foam volume, with the same purity as the compact metal. Energy and time are negligible compared to sintering. The metallic foams that can be obtained have heat resistance values that are several times higher. The metal walls of the closed-cell structure remain fine crystalline, pure metal in the short foaming phase, with correspondingly high electrical conductivities. In this respect, there is an excellent suitability for the production of heat-insulating thermal legs ( 7 ) of thermoelectric converters.

Die nur mehrere, bis zu zehn Sekunden dauernde Aufschäumung läßt keine materialver­ ändernden, ungewollten Kristallisationsvorgänge, stromsperrende Konzentrationsver­ schiebungen verunreinigender Metallbegleiter oder Fremdstoffeintrag (z. B. Oxy­ danten und dergleichen) zu.The foaming, which only lasts up to ten seconds, leaves no material changing, unwanted crystallization processes, current blocking concentration ver metal contaminants or the entry of foreign matter (e.g. oxy danten and the like).

Daher sind metallische Schäume (10) eine Neuheit und beste Ausgangsbasis für die Verlustwärmesenkung in der Thermostromgewinnung im Vergleich zu den heterogenen Strukturen porös gesinterter Metalle oder Thermoelektrika (3).Metallic foams ( 10 ) are therefore a novelty and the best basis for reducing heat loss in thermal power generation compared to the heterogeneous structures of porous sintered metals or thermoelectrics ( 3 ).

Die zu dichten Strukturen führende, mit einem komplizierten technischem Regime gesteuerte Sinterung bekannter, hocheffizienter Thermoelektrika (3) gelangt durch zwischenlagige Metallschaumstrukturen in höchste, bislang unerreichte Wirkungsgrad­ bereiche und die gesamte regenerative thermoelektrische Stromgewinnung erreicht einen völlig neuen Stellenwert. The sintering of known, highly efficient thermoelectrics ( 3 ), which leads to dense structures and is controlled by a complicated technical regime, achieves the highest, previously unattained efficiency ranges through inter-layered metal foam structures and the entire regenerative thermoelectric power generation reaches a completely new position.

Beschreibung der zeichnerischen DarstellungenDescription of the graphic representations

Fig. 1 zeigt durchgehend geschäumte Thermoschenkel (11) mit homogener Wirkphasenverteilung in Form einer thermoelektrischen Paarung metallischer Schäume aus zinndotiertem β-Zinkantimonid und Wismutantimonlegierung als verwendete Thermoelektrika (3). Die Thermoschenkelenden werden durch indif­ ferente Kollektorhauben (15) kontaktiert und stellen selbst eine die Brüc­ kenelektroden (13) enthaltende Aushärtung indifferenten Leitlacks (18) dar. Die bestens geeignete Anordnung der Legierungen aus billigen Grundmetal­ len entwickelt im Solartemperaturbereich ca. 30 Millivolt pro 100 Grad Cel­ sius Temperaturunterschied bei hohem elektrischen Leitwert. Fig. 1 shows continuously foamed thermal legs ( 11 ) with a homogeneous active phase distribution in the form of a thermoelectric pairing of metallic foams made of tin-doped β-zinc antimonide and bismuth antimony alloy as the thermoelectrics used ( 3 ). The thermocouple ends are contacted by indifferent collector hoods ( 15 ) and are themselves a hardening of indifferent conductive lacquer ( 18 ) containing the bridge electrodes ( 13 ). The most suitable arrangement of the alloys from cheap basic metals develops in the solar temperature range approx. 30 millivolts per 100 degrees Cel sius temperature difference with high electrical conductivity.

Der thermische Eintrag in die p/n- und n/p-Übergänge ausbildenden, schwarz gehaltenen, indifferenten Kollektorhauben (15) erfolgt am besten mittels auf­ treffender, rekombinierender Solarstrahlung oder anders.The thermal entry into the indifferent collector hoods ( 15 ) which form black / n and p / n transitions and which form black is best carried out by means of striking, recombining solar radiation or otherwise.

Fig. 2 zeigt bereits stattgefundene, feldeffektive Richtvorgänge der für Kon­ taktsinterung (45) vorgesehenen vorgeblähten Partikel mit thermoelektroaktiver Umschichtung. Fig. 2 shows already performed, field-effective straightening processes of the pre-inflated particles provided for contact sintering ( 45 ) with thermoelectroactive layering.

In derselben sind die ferromagnetischen Subpartikel (44) erkennbar, deren weiß­ sche Bezirke unter Magnetfeldeinfluß geordnet wurden, währenddessen eine gleich­ zeitig wirkende, elektrische Feldkomponente die thermoelektroaktiven Korngrößen (17) in harzflüssiger Phase in thermoelektrische Vorzugsrichtung polarisierte. Der obere Teil der zeichnerischen Darstellung zeigt drei in dieser vorbereite­ ten Phase befindliche, vorgeblähte, umschichtete Partikel, in mechanisch wieder verursachter Lageunordnung. Der mittlere Teil zeigt die wiedererfolgte Ausrich­ tung einer lose geschütteten Grundgesamt dieser Partikel nur unter Magnetfeld­ einfluß durch Richtwirkung der ferromagnetischen Subpartikel vor Sinterbeginn. Im unteren Teil sind wiederum im Detail die drei oberen, jetzt exakt zueinander positionierten vorgeblähten Partikel und die insgesamt hierdurch in ihrer Um­ schichtung vorgenommene, thermoelektrische Vorzugsrichtung der thermoelektro­ aktiven Korngrößen (17) erkennbar, die anschließend bei feldeffektivem Regime unter der Curietemperatur des Materials der ferromagnetischen Subpartikel (44) kontaktgesintert werden. In the same, the ferromagnetic subparticles ( 44 ) can be seen, the white areas of which were arranged under the influence of a magnetic field, during which a simultaneously acting electrical field component polarized the thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) in the resinous phase in the thermoelectric preferred direction. The upper part of the drawing shows three pre-inflated, stratified particles in this prepared phase, in mechanically caused positional disorder. The middle part shows the regained alignment of a loosely poured total of these particles only under the influence of a magnetic field due to the directivity of the ferromagnetic subparticles before the start of sintering. In the lower part you can see in detail the three upper, now precisely positioned, pre-inflated particles and the overall thermoelectric preferred direction of the thermoelectrically active grain sizes ( 17 ) in their stratification, which subsequently operate in a field-effective regime below the Curie temperature of the ferromagnetic material Subparticles ( 44 ) are contact sintered.

Fig. 3a zeigt zusammengesetzte Thermoschenkel (12) mit Verwendung von geschnit­ tenen Kristallscheiben als Thermoelektrikum (3) für demgemäße Aktivschenkel­ teile (2) - beispielsweise Pyrit FeS2 und Chalkopyrit CuFeS2. Diese sind mit indifferentem Leitlack (18) auf plangeschnittene Blöcke metallischen (10) oder nichtmetallischen Schaums (31) homogen kontaktierend aufgebracht. In glei­ cher Weise werden die Brückenelektroden (13) mit den Oberseiten der Kristall­ scheiben kontaktiert, wobei subtrahierende Thermospannungen zu vermeiden sind. Links oben in der Darstellung ist eine separate Wärme-Kälte-Leiteinrichtung (21) angedeutet - rechts die Direkteinstrahlung eines solaren Angebots. Den größten Volumenanteil nehmen bei zusammengesetzten Thermoschenkeln (12), wie dargestellt, die geschäumten Passivschenkelteile (4) ein. Diese sind generell nur durchkontaktierend und zur Bildung von Thermospannungen nicht befähigt, beziehungsweise vorgesehen. Ausgehend von der zeichnerischen Darstellung er­ brächte ein metallischer Schaum (10) aus Kupfer gegen Pyrit ganz erhebliche, verwertbare Thermospannungen, womit auch Applikationen in diese Richtung mög­ lich wären. Fig. 3a shows composite thermal legs ( 12 ) with the use of cut crystal wafers as thermoelectric ( 3 ) for the corresponding active leg parts ( 2 ) - for example pyrite FeS 2 and chalcopyrite CuFeS 2nd These are applied with an indifferent conductive varnish ( 18 ) to plane-cut blocks of metallic ( 10 ) or non-metallic foam ( 31 ) in a homogeneous contact. In the same way, the bridge electrodes ( 13 ) are contacted with the tops of the crystal wafers, subtracting thermal stresses being avoided. A separate heat / cold control device ( 21 ) is indicated in the top left of the illustration - on the right is the direct radiation of a solar supply. In the case of assembled thermal legs ( 12 ), the largest volume fraction, as shown, is occupied by the foamed passive leg parts ( 4 ). These are generally only through-contacting and are not capable or provided for the formation of thermal voltages. Based on the graphic representation, he would bring a metallic foam ( 10 ) made of copper against pyrite, very significant, usable thermal stresses, which would make applications in this direction possible.

Werden nichtmetallische Schaumstrukturen mit nicht eigenleitenden Lackgrundkom­ ponenten verwendet, dann sind Leitfähigkeitsvermittler (20) zur Realisierung einer durchkontaktierenden Wirkphase (26) in denselben vorzusehen.If non-metallic foam structures with non-intrinsically conductive lacquer base components are used, then conductivity mediators ( 20 ) must be provided in order to implement a through-contact active phase ( 26 ).

Fig. 3b zeigt geometrische Einbauformen von Brückenelektroden (13) und inte­ grierten Aktivpassivthermoschenkeln (14) die nach zeichnerischer Darstellung der verkittenden Profilkontaktierung (39) oder aber der Leitprofilkontaktierung (40) hinzurechenbar sind. Ergebnis der Nebeneinanderanordnung der gezeigten Rei­ henschaltungen der dichte- und komponentendifferenziert geschäumten Thermoschen­ kel (7) ist eine thermisch zwar aufnehmende, gegebenenfalls in der Schicht der Brückenelektroden (13) effizient thermisch speichernde, aber insgesamt wärmedäm­ mendende Schale, beispielsweise einer Bauhülle, die nur über Entwicklung von Thermoströmen (5) einen sanften thermischen Ausgleich zur anderen Seite ermög­ licht. Die thermoelektroaktiven Endzonen (34) sind mit der parallelschraffiert gezeichneten indifferenten Metallfolie (38) leitlackverklebt und werden in diesem Fall nicht direkt, sondern mit zwischenkontaktierenden Brückenelektroden (13) zwischenkontaktiert. Diese können ebenfalls leitlackaushärtend oder kraftschlüs­ sig pressend mit einer Zwischenlage aus Leitgummi (37) eingepaßt sein, was eine jeweilig zweifache (hier nicht eingezeichnete) Verschraubung oder Verdübe­ lung der gegebenenfalls thermisch speichernden, voluminösen Brückenelektroden hinein in die hartschaumstrukturierten Verbindungssegmente der elektrischen Iso­ lierung (48) notwendig machen würde. Fig. 3b shows geometric installation forms of bridge electrodes ( 13 ) and integrated active passive thermal limbs ( 14 ) which can be added according to the graphical representation of the cementing profile contact ( 39 ) or the guide profile contact ( 40 ). The result of the side-by-side arrangement of the shown series circuits of the density and component-differentiated foamed thermos legs ( 7 ) is a thermally absorbing, possibly in the layer of the bridge electrodes ( 13 ) efficient thermal storage, but overall thermally insulating shell, for example a building shell, which only about Development of thermal currents ( 5 ) enables gentle thermal compensation to the other side. The thermoelectroactive end zones ( 34 ) are bonded with the indifferent metal foil ( 38 ), which is hatched in parallel hatching, and in this case are not directly contacted, but rather with intermediate contacting bridge electrodes ( 13 ). These can also be hardened with conductive lacquer or press-fit with an intermediate layer made of conductive rubber ( 37 ), which in each case a double (not shown here) screwing or anchoring of the possibly thermally storing, voluminous bridge electrodes into the rigid foam-structured connecting segments of the electrical insulation ( 48 ) would be necessary.

Die zeichnerisch dargestellten geometrischen Paßprofile der Brückenelektroden (13) haben als mechanisch verfestigende Wärme-Kälte-Leiteinrichtungen (21) bei­ spielsweise Kupfer- oder Aluminiumblechummantelungen über ihren metallischen oder nichtmetallischen Schaumstrukturen - die mit oder ohne durchkontaktierende Wirkphase (26) sind - und es kann die Gesamtheit der Zellenvolumen mit Latentspei­ chermitteln versetzt sein.The geometrical fitting profiles of the bridge electrodes ( 13 ) shown in the drawing have as mechanically solidifying heat / cold guide devices ( 21 ) with, for example, copper or aluminum sheet sheathing over their metallic or non-metallic foam structures - which are with or without through-contacting active phase ( 26 ) - and it can All of the cell volumes may be mixed with latent storage media.

Fig. 4 zeigt eine durch Kontaktankerkrallen (22) thermisch elektrisch kontak­ tierte, in sich flexible, thermoelektrische Anordnung mit integrierten Aktivpas­ sivthermoschenkeln (14). Die Kontaktankerkrallen (22) sind nach gezeigter Dar­ stellung eine Zangenart mit Krallen, die über einstellbare Kraftwirkung zusätz­ lich bei Bedarf über den Drehpunkt des rückwärtig aus ihnen hervorgehenden Bet­ tungsdrahtes (47) flexibel in ihrer Winkelstellung zu den Wärme-Kälte-Leitein­ richtungen (21) sind und somit veränderliche Stellungen und weiterverlaufende Anordnungen der Thermoschenkel (7) gestatten. Der Bettungsdraht (47) transpor­ tiert thermische Angebote aus den Kühlkörpern heran und ist deshalb wie diese ein Teil der Wärme-Kälte-Leiteinrichtung (21). Querschnitt und Oberfläche der eingestochenen Krallen teilen der dargestellten Tränklotschicht oder einer Leitlackschicht mit Kupfer- oder Silberpuderanteilen im äußersten Bereich der thermoelektroaktiven Endzonen (34) das von den Kühlkörpern aufgenommene äußere, thermische Angebot mit. In den integrierten Aktivpassivtermoschenkeln (14) sind beispielsweise als thermoelektroaktive Korngrößen (17) jeweils Pyrit und Chalko­ pyrit in den elektrothermoaktiven Endzonen (34) enthalten, die bei guter (Erz)- qualität mit 100 Grad Temperaturdifferenz ca. 160 Millivolt pro thermoelektri­ schem Einzelelement (6) erbringen. Zwecks guter Wärme-Kälteeinleitung sind Bet­ tungsdraht (47) und Kontaktankerkrallen (22) aus Kupfer, deren eingestochenen Krallenteile einen Ausgleichsüberzug aus Cu/Al oder Zinn oder Titan-Palladium- Silber haben, um die eigenen Thermospannungen des Kupfers gegen pyritkristall­ artige Verbindungshalbleiter zu vermeiden. In zeichnerisch-konstruktiv ähnli­ chen Anordnungen können in Pyrit greifende Kontaktankerkrallen (22) aus blankem Kupfer ebenfalls zur Thermostromerzeugung benutzt werden, wenn Korrosionspro­ bleme beherrscht werden (Kupfer/Pyrit = 66 Millivolt pro 100 Grad Temperaturun­ terschied). Fig. 4 shows a by contact anchor claws ( 22 ) thermally electrically contacted, flexible in itself, thermoelectric arrangement with integrated Aktivpas sivthermoschenkeln ( 14 ). The contact anchor claws ( 22 ) are a type of pliers with claws as shown, which can also be adjusted in an angular position to the heat / cold conductors ( 21 ) via an adjustable force effect, if necessary, via the pivot point of the bed wire ( 47 ) that emerges from the rear ) and thus allow variable positions and further arrangements of the thermal legs ( 7 ). The bedding wire ( 47 ) transports thermal offers from the heat sinks and is therefore part of the heat-cold control device ( 21 ). The cross-section and surface of the pierced claws communicate with the impregnated solder layer or a conductive lacquer layer with copper or silver powder components in the outermost region of the thermoelectroactive end zones ( 34 ) the external, thermal offer received by the heat sinks. Pyrite and chalcopyrite in the electrothermoactive end zones ( 34 ) are contained, for example, as thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) in the integrated active passive thermocouples ( 14 ), which, with good (ore) quality with a temperature difference of 100 degrees, approx. 160 millivolts per individual thermoelectric element ( 6 ) provide. For the purpose of good heat-cold introduction, bed wire ( 47 ) and contact anchor claws ( 22 ) are made of copper, the pierced claw parts of which have a compensating coating made of Cu / Al or tin or titanium-palladium-silver in order to avoid the copper's own thermal stresses against pyrite-crystal-like compound semiconductors . In graphically and structurally similar arrangements, bare copper contact anchor claws ( 22 ) in pyrite can also be used to generate thermal current if corrosion problems are mastered (copper / pyrite = 66 millivolts per 100 degrees temperature difference).

In Fig. 4 wurde auf Belange einer Wärmefallentechnik und Unterbindung von Ver­ lustwärmepfaden zeichnerisch nicht eingegangen.In Fig. 4, a heat trap technology and prevention of Ver heat heat paths was not drawn in the drawing.

Fig. 5 zeigt einen thermoelektrischen Strang (28) aus nichtmetallischem Schaum (31), der im Durchschubverfahren und vermittels der differenzierten Grenzschicht­ schäumung (29) hergestellt wurde. Hierbei sind die Merkmale dichtedifferenzier­ ter Schäumung (23) und komponentendifferenzierter Schäumung (27) für jeden der grenzschichtgeschäumten Thermoschenkel (7) ausgebildet, was zu den Ausprägungs­ merkmalen für integrierte Aktivpassivthermoschenkel (14) hinsichtlich der einzel­ nen strangverbundenen Thermoschenkel (7) führt. Fig. 5 shows a thermoelectric strand ( 28 ) made of non-metallic foam ( 31 ), which was produced in the push-through method and by means of the differentiated boundary layer foaming ( 29 ). Here, the characteristics of density-differentiated foaming ( 23 ) and component-differentiated foaming ( 27 ) are formed for each of the boundary layer-foamed thermal limbs ( 7 ), which leads to the characteristics for integrated active passive thermal limbs ( 14 ) with regard to the individual strand-connected thermal limbs ( 7 ).

Gezeigt ist eine pressende, nur thermische Umringung der nach außen sich in Kühl­ körper oder andere geeignete Formen erweiternden Wärme-Kälte-Leiteinrichtung (21), deren ringförmiger Innenteil in einer halbrunden, peripheren, umlaufenden Nut der Grenzschicht zwischen den Thermoschenkeln (7) liegt. Dank der nutauskleidenden, folienhaften Schicht einer elektrischen Isolierung (48) wird die Gesamtanordnung der Wärme-Kälte-Leiteinrichtung (21) potentialfrei gehalten, aber ein intensiver, thermischer Kontakt zu den p/n- und n/p-Übergängen hergestellt, den letztlich die mittige, thermisch elektrisch zwischenkontaktierende, indifferente Zone vermittelt. Bei den hier nicht extra dargestellten druckkontaktierten thermoelektrischen Strän­ gen (32) wird die indifferente Zone ausgebildet durch indifferente Metallfolien (38) und oder flächengleiche Segmente dimensionierten Leitgummis (37) (Anspruch 14). Die leitwertoptimierte, indifferente Zone ist demzufolge sehr dicht, enthält kaum Poren und ist ferner funktional ebenbürtig den indifferenten Metallfolien (38), bei der verkittenden Profilkontaktierung (39), die bei bestimmten Varianten der thermischen Leitprofilkontaktierung (40) (ausgehend von Fig. 3) querschnittsop­ timiert nach außen sich ebenfalls in geeignet ausgeformte Wärme-Kälte-Leiteinrich­ tungen (21) fortsetzen kann. Shown is a pressing, only thermal encirclement of the heat-cold guiding device ( 21 ) which widens outward into the cooling body or other suitable forms, the annular inner part of which lies in a semicircular, peripheral, circumferential groove of the boundary layer between the thermo-limbs ( 7 ). Thanks to the groove-lining, foil-like layer of electrical insulation ( 48 ), the overall arrangement of the heat-cold control device ( 21 ) is kept potential-free, but an intensive, thermal contact to the p / n and n / p transitions is established, which ultimately the central, thermally electrically inter-contacting, indifferent zone mediated. In the pressure-contacted thermoelectric strands ( 32 ), which are not shown specifically here, the indifferent zone is formed by indifferent metal foils ( 38 ) and or guiding rubbers dimensioned with the same area ( 37 ) (claim 14). The conductivity-optimized, indifferent zone is consequently very dense, contains hardly any pores and is also functionally equivalent to the indifferent metal foils ( 38 ) in the cemented profile contacting ( 39 ), which in certain variants of the thermal guide profile contacting ( 40 ) (starting from FIG. 3) cross-section optimized to the outside can also continue in suitably shaped heating / cooling control devices ( 21 ).

BezugszeichenlisteReference symbol list

11

thermoelektrisches Modul
thermoelectric module

22nd

Aktivschenkelteil
Active leg part

33rd

Thermoelektrikum
Thermoelectric

44th

geschäumtes Passivschenkelteil
foamed passive leg part

55

Thermostrom
Thermal current

66

thermoelektrisches Einzelelement
single thermoelectric element

77

Thermoschenkel
Thermal leg

88th

Verlustwärmeströme
Heat losses

99

Thermostrompfad
Thermal current path

1010th

metallischer Schaum
metallic foam

1111

durchgehend geschäumter Thermoschenkel
continuously foamed thermal leg

1212

zusammengesetzter Thermoschenkel
composite thermo leg

1313

Brückenelektroden
Bridge electrodes

1414

integrierter Aktiv-Passiv-Thermoschenkel
Integrated active-passive thermal leg

1515

indifferente Kollektorhaube
indifferent collector hood

1616

thermoelektroaktiver Leitlack
thermoelectroactive conductive varnish

1717th

thermoelektroaktive Korngrößen
thermoelectroactive grain sizes

1818th

indifferenter Leitlack
indifferent conductive varnish

1919th

thermoelektroaktive Kollektorhaube
thermoelectroactive collector hood

2020th

Leitfähigkeitsvermittler
Conductivity mediator

2121st

Wärme-Kälte-Leiteinrichtung
Heat-cold control device

2222

Kontaktankerkrallen
Contact anchor claws

2323

dichtedifferenzierte Schäumung
density differentiated foaming

2424th

indifferenter Schaumleitlack
indifferent conductive foam

2525th

thermoelektroaktiver Schaumleitlack
thermoelectroactive conductive foam

2626

durchkontaktierende Wirkphase
through-contact active phase

2727th

komponentendifferenzierte Schäumung
component-differentiated foaming

2828

thermoelektrischer Strang
thermoelectric strand

2929

differenzierte Grenzschichtschäumung
differentiated boundary layer foaming

3030th

thermoelektroaktive Wirkphase
thermoelectroactive active phase

3131

nichtmetallischer Schaum
non-metallic foam

3232

druckkontaktierte thermoelektrische Strang
pressure-contacted thermoelectric strand

3333

Schäumer
Foamer

3434

thermoelektroaktive Endzone
thermoelectroactive end zone

3535

leitwertoptimierter Zwischenbereich
Conductivity-optimized intermediate area

3636

oxydante Kaltstartverkokung
oxidative cold start coking

3737

Leitgummi
Conductive rubber

3838

indifferente Metallfolie
indifferent metal foil

3939

verkittende Profilkontaktierung
cementing profile contact

4040

thermische Leitprofilkontaktierung
thermal guide profile contacting

4141

leitwertverbindende Fugenverkohlung
Conductivity charring

4242

Kohlestruktursegmente
Coal structure segments

4343

Kohlestrukturzwischenschicht
Coal structure intermediate layer

4444

ferromagnetisches Subpartikel
ferromagnetic subparticle

4545

Kontaktsinterung
Contact sintering

4646

Aufwachsformierung
Growth formation

4747

Bettungsdraht
Bedding wire

4848

elektrische Isolierung
electrical insulation

Claims (20)

1. Verfahren und Vorrichtungen zur Gestaltung von Thermoschenkeln mit Schaumstrukturanteilen,
gekennzeichnet dadurch, daß:
nach erfindungsgemäßem Verfahren Thermoschenkel (7) mit geeignet bemesse­ nem Schaumstrukturanteil zur primären Senkung der Verlustwärmeströme (8) gefertigt werden, um eine wesentliche Anhebung des thermoelektrischen Wirkungsgrades thermoelektrischer Module (1), welche thermische Angebote in elektrische Arbeit wandeln, zu erreichen, indem
  • - Schichten indifferenter, metallische Schäume (10) oder nichtmetallischer Schäume (31) ausreichenden elektrischen Leitwerts elektrisch kontaktie­ rend ober- und unterseitig von geeignet kompakten oder dünnen Schichten geeigneter Thermoelektrika (3) beauflagt werden,
    so daß ein geeigneter senkrechter Zerschnitt dieses flächenhaften Gesamt- verbundes geometrische und funktionelle Komponenten für Ihermoschenkel (7) mit hoher elektrischer und geringer thermischer Leitfähigkeit ergibt,
  • - metallische Schäume (10) gegebenenfalls nichtmetallische Schäume (31) mit Fähigkeit zur Entwicklung ausreichend eigener thermoelektrischer EMK (thermoelektromotorischer Kraft),
    in geeignet geometrischer Abmessung und Kontaktierungsfähigkeit als geome­ trisch anpaßbare und funktionale Aktivkomponenten für Thermoschenkel (7) ausgebildet werden,
  • - geschäumte bis dichte, nichtmetallische, elektrisch leitende bis nichtlei­ tende organische Verbindungen, partiell oder vollanteilig mit Thermoelek­ trika (3) in geeigneten Mehrfachverbundstrukturen gleichermaßen zu Thermo­ schenkeln (7) ausgebildet werden.
1. Methods and devices for the design of thermal legs with foam structure components,
characterized in that:
According to the inventive method, thermal legs ( 7 ) with a suitable dimensioned foam structure portion for the primary reduction of the heat losses ( 8 ) are manufactured in order to achieve a substantial increase in the thermoelectric efficiency of thermoelectric modules ( 1 ), which convert thermal offers into electrical work, by
  • - Layers of indifferent, metallic foams ( 10 ) or non-metallic foams ( 31 ) of sufficient electrical conductance are electrically contacted on top and bottom by suitably compact or thin layers of suitable thermoelectrics ( 3 ),
    so that a suitable vertical cut of this areal overall composite results in geometric and functional components for Ihermoskel ( 7 ) with high electrical and low thermal conductivity,
  • - metallic foams ( 10 ), if appropriate, non-metallic foams ( 31 ) with the ability to develop sufficiently own thermoelectric EMF (thermoelectromotive force),
    are designed with suitable geometric dimensions and contacting ability as geometrically adaptable and functional active components for thermo-legs ( 7 ),
  • - Foamed to dense, non-metallic, electrically conductive to non-conductive organic compounds, partially or fully with Thermoelek trika ( 3 ) in suitable multiple composite structures equally to thermo legs ( 7 ) are formed.
2. Verfahren und Vorrichtungen nach Anspruch 1,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - Thermoschenkel (7) mit Schaumstrukturanteil einzuteilen und zu beurteilen sind nach ihren Anteilen hinsichtlich einer thermoelektroaktiven Wirkphase (30) und denen einer für Ladungsträgertransport verantwortlichen, durchkon­ taktierenden Wirkphase (26), wobei erstere bildend ist für die thermoelek­ trische EMK, die den sich in der durchkontaktierenden Wirkphase (26) bewe­ genden Ladungsträgern aufgeprägt wird,
  • - die Gesamtheit spezieller, teils verschiedenartiger, partikulierter Leit­ fähigkeitsvermittler (20) in dichten oder Schaumstrukturen der Thermoschen­ kel (7) die durchkontaktierende Wirkphase (26) ausbilden und vornehmlich für den Ladungsträgertransport beziehungsweise elektrischen Leitwert sorgen,
  • - geeignet partikulierte Korngrößen eines p-leitenden Thermoelektrikums (3) innerhalb dichter oder Schaumstrukturen der Thermoschenkel (7) die p- leitende und geeignet partikulierte Korngrößen eines n-leitenden Thermo­ elektrikums (3) die n-leitende thermoelektroaktive Wirkphase (30) ausbilden,
  • - die thermoelektroaktive Wirkphase (30) Aufgaben des Ladungsträgertransportes partiell mit übernehmen kann, bis hin zu vollständigem Ersatz von speziellen Leitfähigkeitsvermittlern (20),
  • - hieraus eine fertigungstechnische Einteilung hinsichtlich geometrischer For­ men und kontaktierender Fügetechniken in
  • - durchgehend geschäumte Thermoschenkel (11)
    mit homogener,
    mit differenzierter Wirkphasenverteilung,
  • - thermoelektrische Stränge (28),
  • - zusammengesetzte Thermoschenkel (12),
  • - druckkontaktierte thermoelektrische Stränge (32),
  • - integrierte Aktivpassivschenkel (14)
ergibt.
2. The method and devices according to claim 1,
characterized in that:
  • - Thermal limbs ( 7 ) with a foam structure portion are to be classified and assessed according to their proportions with regard to a thermoelectroactive active phase ( 30 ) and those of a through-contacting active phase responsible for charge carrier transport ( 26 ), the former forming the thermoelectrical EMF, which are in the the through-contacting active phase ( 26 ) moving charge carriers is impressed,
  • - The entirety of special, partly different, particulate conductivity mediators ( 20 ) in dense or foam structures of the thermocouple ( 7 ) form the through-contact active phase ( 26 ) and primarily ensure charge carrier transport or electrical conductivity,
  • - suitably particulate grain sizes of a p-type thermoelectric ( 3 ) within dense or foam structures of the thermal limbs ( 7 ) form the p-type and suitably particulate grain sizes of an n-type thermoelectric ( 3 ) form the n-type thermoelectric active phase ( 30 ),
  • - The thermoelectroactive active phase ( 30 ) can partially take over the tasks of charge carrier transport, up to the complete replacement of special conductivity mediators ( 20 ),
  • - from this a production-related classification with regard to geometric shapes and contacting joining techniques
  • - continuously foamed thermo legs ( 11 )
    with homogeneous,
    with differentiated phase distribution,
  • - thermoelectric strands ( 28 ),
  • - composite thermo legs ( 12 ),
  • - Pressure-contacted thermoelectric strands ( 32 ),
  • - integrated active passive leg ( 14 )
results.
3. Verfahren und Vorrichtungen nach Ansprüchen 1 und 2,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - für die in dichte und geschäumte Strukturen von Thermoschenkeln (7) einzubringende thermoelektroaktive Wirkphase (30) jeweils und vornehm­ lich eine einartige, vorhandene Grundgesamtheit thermoelektroaktiver Korngrößen von jeweils geeignet zerteilten eigen- oder fremdleitenden Elementhalbleitern, Verbindungshalbleitern natürlicher bergmännisch ge­ winnbarer Vorkommen von Blenden, Glanzen und Kiesen oder synthetisch über chemische Verfahren und Kristallzüchtung gewinnbare, ebenso gewinn- oder darstellbare, intermetallische Verbindungen, intermediäre Phasen oder spezielle, synthetisch entwickelte Thermoelektrika (3) mit opti­ mierter figure of merit, vornehmlich auch nur mit hohem Produkt aus differentieller Thermokraft und elektrischem Leitwert - in Frage kommt,
  • - für die, in dichte und geschäumte Strukturen von Thermoschenkeln (7) einzubringende durchkontaktierende Wirkphase (26) eine mehrartige, sich dabei nicht gegenseitig korrodierend angreifende Grundgesamtheit von partikulierten, korpuskulardispers verteilten Leit­ fähigkeitsvermittlern (20) zur Anwendung kommen und daß diese graduell geeignet zerteilte Metalle, Metalloxide, Metallnitride, Metallboride, durch geeignete Dotierungen niederohmig fremdleitend gemachte Nichtme­ tallboride und -nitride, Metallsulfide, Ionen- und Superionenleiter sind, wie zum Beispiel Kupfer, Kupfersulfid, Zinn, Silber, Silbersulfid, Aluminium, Nickel, Titan, Titannitrid, lithiumdotiertes Titandisulfid, Magnetit sind,
  • - halbleitende Chalcogenidgläser mit binären, ternären, quaternären halb­ leitenden silikatischen Systemen mit Schwefel, Selen, Tellur, Arsen und Kadmium, Zink, Eisen, Wismut, Titan, Kupfer, Silber und solche auf der Basis einiger Übergangsmetalloxide wie Cu2O und Fe2O3 und andere, sprunghaft auslösbare Leitfähigkeitsniveaus mit einmal niederohmiger, thermoelektroaktiver und andererseits einer hochohmigen Charakteristik zeigen und der unbegrenzte Wechsel zwischen beiden Niveaus hinsichtlich thermoelektroaktiver Niederohmigkeit mit Spannungsstößen höher 50 Volt, hinsichtlich Hochohmigkeit mit angepaßten Stromstößen erreichbar ist,
  • - der Zerteilungsgrad der durchkontaktierenden Wirkphase (26) mehrheitlich ein größerer als der der thermoelektroaktiven Wirkphase (30) ist,
  • - graues, stets normal pulverförmiges, halbleitendes, kubisch mikrokristal­ lines alfa-Zinn für die Gestaltung der thermoelektroaktiven Wirkphase (30) thermoelektroaktiver Endzonen (34), vornehmlich in eigenleitenden, ferner leitend gemachten Strukturen nichtmetallischen Schaums (31) einge­ lagert wird, oder in dichten eigenleitenden oder leitend gemachten Lack­ grundkomponenten zwecks Verfertigung aufformbarer thermoelektroaktiver Kollektorhauben (19),
  • - die Herstellung des kubisch grauen alfa-Zinns durch Abkühlung reinen pul­ verisierten gamma-Zlnns bei ca. -48 Grad Celsius mit größter Bildungsge­ schwindigkeit erfolgt und die Bildung leicht pulverisierbaren, rhombi­ schen gamma-Zinns durch Erhitzen duktilen, reinen beta-Zinns auf über 162 Grad Celsius erfolgt,
  • - zur Gestaltung der durchkontaktierenden Wirkphase (26) leitwertoptimierter Zwischenbereiche (35) mit 0,5% Wismut oder Antimon legiertes Zinn in Pulver­ form Anwendung findet,
  • - elastisch, anschmiegende Sonderformen für durchkontaktierende (26) und thermoelek­ troaktive Wirkphasen (30) erzeugbar sind durch jeweiliges, anteilmäßiges Einvulkanisieren von Leitfähigkeitsvermittlern (20) und thermoelektroak­ tiven Korngrößen (17) in Kautschuk, Butadien oder Diorganopolysiloxanen, oder Einpolymerisieren in trimerisierende Polyisozyanate.
3. The method and devices according to claims 1 and 2,
characterized in that:
  • - For the thermoelectroactive active phase ( 30 ) to be introduced into dense and foamed structures of thermal legs ( 7 ) in each case and primarily a unique, existing population of thermoelectroactive grain sizes of suitably divided intrinsically or externally conducting element semiconductors, compound semiconductors of naturally mineable occurrences of orifices, glosses and gravel or synthetically obtainable, likewise obtainable or representable, intermetallic compounds, intermediate phases or special, synthetically developed thermoelectrics ( 3 ) with optimized figure of merit, primarily also only with a high product of differential thermal power and electrical conductivity, which can also be obtained or represented by synthetic methods - can be considered,
  • - For the, in dense and foamed structures of thermal legs ( 7 ) to be introduced through-contacting active phase ( 26 ) a multi-purpose, not mutually corrosive attacking population of particulate, corpuscularly dispersed conductive conductivity mediators ( 20 ) are used and that these gradually suitable divided metals , Metal oxides, metal nitrides, metal borides, non-metal borides and nitrides which are made externally conductive by suitable doping, metal sulfides, ion and super ion conductors, such as copper, copper sulfide, tin, silver, silver sulfide, aluminum, nickel, titanium, titanium nitride, lithium-doped titanium disulfide Magnetite are
  • - Semiconducting chalcogenide glasses with binary, ternary, quaternary semiconducting silicate systems with sulfur, selenium, tellurium, arsenic and cadmium, zinc, iron, bismuth, titanium, copper, silver and those based on some transition metal oxides such as Cu 2 O and Fe 2 O 3 and other, suddenly triggerable conductivity levels with one low-resistance, thermo-electroactive and on the other hand a high-resistance characteristic and the unlimited change between the two levels with regard to thermo-electroactive low resistance with voltage surges higher than 50 volts, with respect to high resistance with adjustable current surges can be achieved,
  • - The degree of division of the through-contacting active phase ( 26 ) is mostly greater than that of the thermoelectroactive active phase ( 30 ),
  • - Gray, always normal powdery, semiconducting, cubic microcrystalline lines alfa tin for the design of the thermoelectroactive active phase ( 30 ) thermoelectroactive end zones ( 34 ), mainly in intrinsically conductive, further made conductive structures of non-metallic foam ( 31 ), or in dense intrinsically conductive or conductive lacquer basic components for the manufacture of moldable thermoelectroactive collector hoods ( 19 ),
  • - The cubic gray alfa tin is produced by cooling pure pulverized gamma tin at approx. -48 degrees Celsius with the greatest rate of formation and the formation of easily pulverizable, rhombic gamma tin by heating ductile, pure beta tin to over 162 degrees Celsius
  • - to design the through-contact active phase ( 26 ) conductivity-optimized intermediate areas ( 35 ) with 0.5% bismuth or antimony tin alloy in powder form is used,
  • - Elastic, conforming special forms for through-contacting ( 26 ) and thermoelectroactive active phases ( 30 ) can be generated by respective proportionate vulcanization of conductivity mediators ( 20 ) and thermoelectroactive particle sizes ( 17 ) in rubber, butadiene or diorganopolysiloxanes, or polymerizing in trimerizing polymers.
4. Verfahren und Vorrichtungen nach Ansprüchen 1, 2 und 3,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - die oberbegrifflichen durchgehend geschäumten Thermoschenkel (11) solche mit homogener Wirkphasenverfeilung und solche mit differenzierter Wirkphasen­ verfeilung betreffen,
  • - durchgehend homogen geschäumte Thermoschenkel (11) mit homogener Wirkpha­ senverteilung vornehmlich aus einer vorher kompakten Portionierung eines jeweilig n-leitenden oder p-leitenden Thermoelektrikums (3) geschlossen­ zellig geschäumt sind und im einfachsten Falle durchgehend geschäumte Zel­ len gleicher Größe, insbesondere im Falle metallischer Schaumstrukturen haben, gegebenenfalls eine vor Endformgebung nachträglich dichtedifferen­ zierte Schäumung (23) absolviert haben oder durch Herausschnitt aus gewinn­ baren, dichtedifferenzierten Schaumstrukturen nichtmetallischer Schäume (31) ferner metallischer Schäume (10) gewonnen wurden,
  • - zu den durchgehend geschäumten Ihermoschenkeln (11) mit homogenem und diffe­ renziertem Wirkphasenanteil solche je nach Ausführung hinzurechenbar sind, die ausgeführt sind als Sinterverbund vorgeschäumter, mit Thermoelektrikum (3) oberflächeninkrustierter Partikel und daß die endflächigen p/n- und n/p-Übergänge der durchgehend geschäumten Thermoschenkel (11) dergestalt mit über Brücken­ elektroden (13) verbundenen indifferenten Kollektorhauben (15) zwischenkontak­ tiert werden oder vermittels verkittender Profilkontaktierung (39) oder thermischer Leitprofilkontaktierung (40),
  • - die verkittende Profilkontaktierung (39) mit zwischenlagiger indifferenter Metallfolie (38) oder die thermische Leitprofilkontaktierung (40) zur Verbin­ dung p-leitender und n-leitender Schaumstrukturen aller Arten durchgehend geschäumter Thermoschenkel (11) zur Anwendung gelangen,
  • - eine durchgängige, hinreichend feste, durch aufschäumende Druckverkohlung organischer Substanzen jeder inneren Hohlform anpaßbare, homogene durch­ kontaktierende Wirkphase (26) in Form eines Kohlenstoffgerüsts durch oxi­ dante Kaltstartverkohlung (36) (mit Oxydantanteil) oder durch Heißverko­ kung herstellbar ist, die zu elektrisch leitenden, hoch wärmedämmenden Strukturen führt, deren geeigneter Zerschnitt zu durchgehend geschäumten Thermoschenkeln (11) mit homogener Wirkphasenverteilung führt,
  • - eine mögliche thermische Nachbehandlung jeden Grad einer oberflächen­ haften dichtedifferenzierten Schäumung (23) des Kohlenstoffgerüstes nachgestaltet durch Crackvorgang fetter Kohlenwasserstoffgase mit ober­ flächenverdichtender Glanzkohleabscheidung,
  • - Thermoelektrika auf die Oberfläche des Kohlenstoffgerüstes aufgesputtert oder aufgedampft werden,
  • - in analoger Verfahrensweise durchgehend geschäumte Thermoschenkel (11) mit Kohlenstoffgerüst und darin enthaltener differenzierter Wirkphasenver­ teilung herstellbar sind, indem eine vorher, in den geeignet zerteilten, verdichteten organischen Ansatzstoffen, wie Dichtzelluose, Stärken, Zucker und Eiweißstoffe hinzugegebene, geeig­ net differenziert verkeilte Menge thermoelektroaktiver Korngrößen (17), nachher im verbleibenden Kohlenstoffgerüst zur Ausbildung thermoelektroak­ tiver Endzonen (34) führt, die per Plan- oder Konturenschliff und verkittender Leitlackkontaktierung zu p/n- und n/p-Übergängen ausgebildet werden können,
  • - die leitwertverbindende Fugenverkohlung (41) von Kohlestruktursegmenten (42) die Möglichkeit der Ausübung einer mosaikartigen kubischen Fügetechnik dar­ stellt, mit der große Kohlenstoffgerüstblöcke für entsprechend große diverse Varianten von Thermoschenkeln (7) technisch erzielbar sind, indem die Kohle­ struktursegmente (42) mit geeignet verkohlbaren Leimen gefügt werden und über induktive Wirbelstrom-, galvanisch stromddurchleitende- oder anders geeignet verursachte innere Erhitzung in den Fugen der zusammengesetzten Kohlestruktursegmente (42) die leimverpreßte Fuge in eine elektrisch-gerüst­ verbindende Kohlestrukturzwischenschicht (43) wandelt,
  • - in den leimverpreßten Fugen der vorgefügten Kohlestruktursegmente (42) parallelisierte Karbonfasern über eine in den Fugen örtlich begrenzt er­ zeugbare, durch Fluß elektrischer Ströme ausgelöste Widerstandserhitzung eine schonende Ausbildung der Kohlestrukturzwischenschicht (43) gestatten,
  • - partielle oder durchgehende Verklebung oder Verkittung der Kohlestruktur­ segmente mit sich selbst zu großen Kohlenstoffgerüstblöcken oder nachfolgenden funktionalen Kontaktierungselementen vermittels indifferentem Leitlack (18) vorgenommen werden kann und dieser indifferente Leitlack (18) zusammensetzungs­ mäßig aufgabengerecht, leitwertoptimiert ist - hinsichtlich einer nicht zu vermindernden Wärmedämmung des letztlich zu fertigenden Thermoschenkels (7),
  • - bei durchgehend geschäumten Ihermoschenkeln (11) mit differenzierter Wirk­ phasenverteilung das Merkmal einer dichtedifferenzierten Schäumung (23) ersetzt oder ergänzt sein kann durch das einer komponentendifferenzierten Schäumung (27), betreffs einer zonenhaften Verteilung der vorherrschenden thermoelektroaktiven Wirkphase (30) in endständigen thermoelektroaktiven End­ zonen (34), die zu einem mittigen, masseüberwiegenden, indifferenten, ausschließ­ lichen leitwertoptimierten Zwischenbereich der Schaumstruktur übergehen und daß diese anspruchsvollere Zonengliederung zu den so bezeichneten, erfindungsgemäßen, integrierten Aktivpassivthermoschenkeln (14) überleitet,
  • - durchgehend geschäumte Thermoschenkel (11) gegebenenfalls mit dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren der differenzierten Grenzschichtschäumung (29) in einem Zuge und unter Ausbildung von p/n- und n/p-Übergängen als Reihen­ schaltung, in Form so bezeichneter thermoelektrischer Stränge (28), erhalt­ bar sind,
  • - das Merkmal dichtedifferenzierter Schäumung (23) bei der strangverbindenden differenzierten Grenzschichtschäumung (29) thermoelektrischer Stränge (28) aus Gründen der konstruktiven Einbringung von Wärme-Kälte-Leiteinrichtungen (21) vornehmlich, das der komponentendifferenzierten Schäumung (27) mög­ lichst aus Einsparungsgründen für Thermoelektrika (3) hinsichtlich der strangzuverschäumenden Thermoschenkel (7) anzuwenden ist.
4. The method and devices according to claims 1, 2 and 3,
characterized in that:
  • - The generic long-term foamed thermal legs ( 11 ) relate to those with homogeneous active phase distribution and those with differentiated active phase distribution,
  • - Thoroughly homogeneously foamed thermo-limbs ( 11 ) with homogeneous active phase distribution, primarily from a previously compact portioning of a respective n-type or p-type thermoelectric ( 3 ), are closed-cell foamed and, in the simplest case, continuously foamed cells of the same size, in particular in the case of metallic ones Foam structures have, where appropriate, completed a differentiated density foaming ( 23 ) prior to final shaping or have been obtained by cutting them out of recoverable, density-differentiated foam structures of non-metallic foams ( 31 ) and also metallic foams ( 10 ).
  • - To the continuously foamed Ihermoskeln ( 11 ) with a homogeneous and differentiated proportion of the active phase, depending on the design, those can be added, which are designed as a sintered composite pre-expanded, with thermoelectric ( 3 ) surface-incrusted particles and that the end face p / n and n / p transitions the continuously foamed thermal limbs ( 11 ) are intercontacted in this way with indifferent collector hoods ( 15 ) connected via bridge electrodes ( 13 ) or by means of cemented profile contacting ( 39 ) or thermal guide profile contacting ( 40 ),
  • - The cementing profile contact ( 39 ) with an intermediate layer of indifferent metal foil ( 38 ) or the thermal guide profile contact ( 40 ) for the connection of p-type and n-type foam structures of all types of continuously foamed thermal legs ( 11 ) are used,
  • - A consistent, sufficiently firm, by foaming pressure carbonization of organic substances adaptable to any internal hollow shape, homogeneous by contacting active phase ( 26 ) in the form of a carbon structure by oxi dante cold start carbonization ( 36 ) (with oxidant portion) or by hot carbonization, which can be electrically conductive leads to highly heat-insulating structures, the suitable cutting of which leads to continuously foamed thermo-limbs ( 11 ) with a homogeneous active phase distribution,
  • a possible thermal aftertreatment of any degree of surface-adherent, densely differentiated foaming ( 23 ) of the carbon skeleton, reproduced by the cracking process of rich hydrocarbon gases with surface-compacting carbon deposits,
  • Thermoelectrics are sputtered or evaporated onto the surface of the carbon structure,
  • - In an analogous procedure, continuously foamed thermal legs ( 11 ) with carbon skeleton and differentiated active phase distribution contained therein can be produced by adding a previously differentiated wedged amount of thermoelectroactive in the suitably divided, compacted organic starting materials such as dense cellulose, starches, sugar and protein substances Grain sizes ( 17 ), subsequently leads to the formation of thermoelectroactive end zones ( 34 ) in the remaining carbon structure, which can be formed by plane or contour grinding and cementing conductive lacquer contacting to p / n and n / p transitions,
  • - The conductance-connecting joint charring ( 41 ) of coal structure segments ( 42 ) represents the possibility of practicing a mosaic-like cubic joining technique, with which large carbon framework blocks for correspondingly large and diverse variants of thermal legs ( 7 ) are technically achievable by using the carbon structural segments ( 42 ) charred glues are joined and, via inductive eddy current, galvanic current-conducting or otherwise suitably caused internal heating in the joints of the composite coal structure segments ( 42 ), converts the glue-pressed joint into an electrically-interconnected coal structure intermediate layer ( 43 ),
  • - In the glue-pressed joints of the prefabricated carbon structure segments ( 42 ), parallelized carbon fibers allow a gentle formation of the carbon structure intermediate layer ( 43 ) by means of resistance heating, which can be generated locally in the joints and is triggered by the flow of electrical currents,
  • - Partial or continuous gluing or cementing of the carbon structure segments with themselves to large carbon framework blocks or subsequent functional contacting elements can be carried out by means of an indifferent conductive varnish ( 18 ) and this indifferent conductive varnish ( 18 ) is compositionally appropriate to the task, optimized conductance - with regard to thermal insulation that cannot be reduced thermal legs ( 7 ) to be finally manufactured,
  • - In the case of continuously foamed Ihermoskeln ( 11 ) with differentiated active phase distribution, the feature of density-differentiated foaming ( 23 ) can be replaced or supplemented by that of a component-differentiated foaming ( 27 ), with regard to a zone-like distribution of the prevailing thermoelectroactive active phase ( 30 ) in terminal thermoelectroactive end zones ( 34 ), which go to a central, mass-predominant, indifferent, exclusive conductance-optimized intermediate area of the foam structure and that this more demanding zone structure leads to the so-called, integrated active passive thermal muscles ( 14 ) according to the invention,
  • - Continuously foamed thermal leg ( 11 ) optionally with the inventive method of differentiated boundary layer foaming ( 29 ) in one go and with the formation of p / n and n / p transitions as a series circuit, in the form of so-called thermoelectric strands ( 28 ), are cash,
  • - The feature of density differentiated foaming ( 23 ) in the strand-connecting differentiated boundary layer foaming ( 29 ) thermoelectric strands ( 28 ) for reasons of the constructive introduction of heat and cold control devices ( 21 ) primarily that the component-differentiated foaming ( 27 ) possible for reasons of savings for thermoelectrics ( 3 ) with regard to the thermoplastic legs ( 7 ) to be foamed.
5. Verfahren und Vorrichtung nach Ansprüchen 3 und 4,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - die indifferenten Kollektorhauben (15) homogen endflächenkontaktierende, Ladungsträger sammelnde und austauschende, umfassende Aufbringungen er­ härtbaren, sich in den oberflächengeöffneten Poren der Schaumstruktur kraftschlüssig verkittenden, indifferenten Leitlacks (18) sind und demgemäß nur Fähigkeit zu elektrischer Weiterkontaktierung, aber keine eigene Thermo-EMK entwickeln,
  • - die p/n-zwischenkontaktierenden, reihengeschalteten Anordnungen indif­ ferenter Kollektorhauben (15) mit in dieselben kontaktierend eingreifen­ den Brückenelektroden (13) durch Verwendung thermisch-elektrisch, hoch­ leittähigen, indifferenten Leitlacks (18) und Ausformung der Brückenelek­ troden (13) zu oberflächenvergrößerten Wärmekälteleiteinrichtungen (21) thermisch gut empfangend und weiterleitend ausgebildet sind und so die funktionalen Heiß und Kaltkontaktstellen der Thermoschenkel (7) ergeben, die in dieser vorrichtungsgemäßen Ausführung zur Ausbildung einer maxima­ len Thermo-EMK befähigt werden.
5. The method and device according to claims 3 and 4,
characterized in that:
  • - The indifferent collector hoods ( 15 ) have homogeneous end surface contacting, charge carrier collecting and exchanging, extensive applications which are hardenable, non-positively cementing, indifferent conductive varnish ( 18 ) in the surface-opened pores of the foam structure and are accordingly only capable of further electrical contact, but no own thermal EMF develop,
  • - The p / n-intercontacting, series-connected arrangements indif ferent collector hoods ( 15 ) engaging in the same contacting the bridge electrodes ( 13 ) by using thermal-electrical, highly conductive, indifferent conductive lacquer ( 18 ) and shaping the bridge electrodes ( 13 ) to increase the surface area Heat and cold control devices ( 21 ) are designed to be thermally well-receiving and forwarding and thus result in the functional hot and cold contact points of the thermal legs ( 7 ), which are capable of forming a maximum thermal EMF in this embodiment of the device.
6. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 2 und vorhergehenden,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - sich für den leitwertoptimierten Aufbau von Thermoschenkeln (7) mit Schaumstrukturanteil Varianten ohne technologischen applizieren­ den Zwischenschritt (Durchzugsverfahren) ergeben, insbesondere aber auch solche mit Verfahrensschritten des Aneinanderfügens von Thermo­ schenkelteilen, was deren letztere funktionale Einteilung in Thermo- EMK entwickelnde Aktivschenkelteile (2) und den Thermostrom (5) weiter­ leitende, geschäumte Passivschenkelteile (4) erforderlich macht,
  • - insbesondere Aktivschenkelteile (2) materialabhängig von Verfügbarkeit, Verformbarkeit und effektivster Nutzbarkeit der ursprünglichen Thermo­ elektrika (3) entweder diskret aus kompaktem Thermoelektrikum (3) oder deren geeigneter Verteilung in vorher anpaßbar ausformbaran, danach ze­ mentharten, springkittartigen oder elastisch weichen, elektrisch-ther­ misch kontaktierenden Einbettungsmassen bestehen, die ihrerseits unter­ teilende Arten störungsfreier Kontaktierung zu den geschäumten Passiv­ schenkelteilen (4) und zu sich selbst erfordern,
  • - konzentrierte thermoelektroaktive Korngrößen (17) in Naturgummi, synthe­ tischem oder Silikongummi verschiedener Elastizität schon durch perma­ nente Druckkomponenten ausreichende, homogen-flächenhafte Kontaktie­ rungen zu geschäumten Passivschenkelteilen (4) und untereinander ausbil­ den können,
  • - Aktivschenkelteile (2) gegeneinander direkt oder indifferent zwischenkon­ taktiert, die für thermoelektrische Wandlung erforderlichen p/n- und n/p- Übergänge ausbilden und bei deren Temperaturunterschieden die Thermo-EMK und aus vornehmlich dichten, beidseitig elektrisch leitend verlöteten, verschweißten, verklebten, verkitteten, gegebenenfalls kraftschlüssig kontaktierten Scheiben oder dünneren Schichten von Thermoelektrika (3) bestehen, die Metalle, Elementhalbleiter, natürlich vorkommende oder syn­ thetische Verbindungshalbleiter, intermetallische Verbindungen, interme­ diäre Phasen und moderne, synthetische Mehrphasenlegierungen mit optimier­ ter figure of merit sein können,
  • - zwecks intensiven, thermischen Eintrags die geschnittenen Kristallschei­ ben natürlicher oder synthetischer Thermoelektrika (3) mit thermisch kon­ zentrierenden Endbereichen demgemäß thermisch eintragender Oberflächen an ihren äußeren Kristallscheibenoberflächen verbunden sind und demgemäß nachfolgend einen Übergang haben zu Brückenelektroden (13), die demgemäß oberflächenmäßig zu thermischem Eintrag ausgeformt sind und somit die Funktion einer Wärme-Kälte-Leiteinrichtung (21) erfüllen,
  • - die konstruktive Lösung der thermischen Leitprofilkontaktierung (40) vor­ bildhaft für thermischen Eintrag in die p/n- und n/p-Übergänge diskreter scheiben- und schichtenhafter Thermoelektrika (3) bei so ausgebildeten Aktivschenkelteilen (2) anzuwenden ist,
  • - solcherart vorbezeichnete Thermoelektrika (3) als geeignet partikulierte, in dieser Art so bezeichnete, thermoelektroaktive Korngrößen (17) in einer gleichartig geformten, kontaktierten, erhärteten Einbettung aus in­ differentem Leitlack (18) insofern gleichermaßen diskrete Aktivschenkel­ teile (2) ergeben, die funktional wie vorrichtungsgemäß als thermoelektro­ aktive Kollektorhaube (19) weiterbezeichnet sind,
  • - die thermoelektroaktive Kollektorhaube (19) demgemäß einen dichten Ver­ bund der thermoelektroaktiven Wirkphase (30) in Form thermoelektroakti­ ver Korngrößen (17) mit der durchkontaktierenden Wirkphase (26) in Form umgebender Aushärtung eines indifferenten Leitlacks (18) darstellt, wo­ bei die Thermo-EMK an den kontaktierbaren Oberflächenkonturen der thermoelektroaktiven Kollektorhaube (19) abgreifbar ist,
  • - geschäumte Passivschenkelteile (4) der mittige bis überwiegende Teil von Thermoschenkeln (7) zwischen jeweils zwei ihnen endständig flächig-homo­ gen aufkontaktierten Aktivschenkelteilen (2) sind, mit Funktion einer we­ sentlichen Wirkungsgradverbesserung der thermoelektrischen Wandlung durch weitgehende Sperrung der von den Aktivschenkelteilen (2) her sich anbieten­ den Verlustwärmeströme (8), weshalb die Schaumstruktur gegenüber äußeren beeinträchtigenden Einflüssen vornehmlich ein geschlossenzelliger, metalli­ scher Schaum (10) oder nichtmetallischer Schaum (31) mit ausreichendem elektrischem Leitwert und Kontaktierbarkeit ohne Erfordernis einer eigen­ entwickelbaren Thermo-EMK ist.
  • - hinsichtlich einer verbesserten Kontaktierbarkeit der endständigen Flächen geschäumter Passivschenkelteile (4) dieselben Ergebnis einer vorherigen dichtedifferenzierten Schäumung (23) sind, die endflächennahe höhere Dichten der dortigen Schaumstruktur erbringt.
6. The method and device according to claim 2 and the preceding,
characterized in that:
  • - For the conductance-optimized construction of thermo-limbs ( 7 ) with a foam structure portion, variants without technological application result in the intermediate step (pull-through method), but in particular also those with procedural steps of joining thermo-limb parts, the latter dividing their functional division into thermo-EMK-developing limb parts ( 2 ) and makes the thermal current ( 5 ) conductive, foamed passive leg parts ( 4 ) necessary,
  • - especially activated leg portions (2) of availability, formability and effektivster usability of the original thermal elektrika (3) either discretely made of compact thermoelectric material (3), or their appropriate distribution ausformbaran depending on the material in advance adaptable thereafter ze ment hard springkittartigen or elastically soft, electrically-ther there are mixed contacting embedding compounds, which in turn require dividing types of trouble-free contact to the foamed passive leg parts ( 4 ) and to themselves,
  • - Concentrated thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) in natural rubber, synthetic or silicone rubber of different elasticity can be formed by permanent pressure components sufficient, homogeneous areal contacts to foamed passive leg parts ( 4 ) and with each other,
  • - Active leg parts ( 2 ) are directly or indifferently intercontacted against one another, form the p / n and n / p transitions required for thermoelectric conversion and, in the case of their temperature differences, form the thermo-EMF and from primarily dense, electrically conductive soldered, welded, glued, cemented, optionally frictionally contacted disks or thinner layers of thermoelectrics ( 3 ), which can be metals, element semiconductors, naturally occurring or synthetic compound semiconductors, intermetallic compounds, intermediate phases and modern, synthetic multi-phase alloys with optimized figure of merit,
  • - For the purpose of intensive, thermal entry, the cut crystal wafers ben natural or synthetic thermoelectrics ( 3 ) with thermally con-concentrating end regions are accordingly connected to thermally input surfaces on their outer crystal wafer surfaces and accordingly subsequently have a transition to bridge electrodes ( 13 ), which are accordingly surface-related to thermal entry are formed and thus fulfill the function of a heat / cold control device ( 21 ),
  • - The constructive solution of the thermal guide profile contacting ( 40 ) is to be used before pictorial for thermal entry into the p / n and n / p transitions of discrete disc-like and layer-like thermoelectrics ( 3 ) in the case of active leg parts ( 2 ) designed in this way,
  • - Such pre-designated thermoelectrics ( 3 ) as suitably particulate, so-called in this way, thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) in a similarly shaped, contacted, hardened embedding in different conductive varnish ( 18 ) to the extent that equally discrete active leg parts ( 2 ) result that are functional as are further designated according to the device as thermoelectrically active collector hood ( 19 ),
  • - The thermoelectroactive collector hood ( 19 ) accordingly a dense bond of the thermoelectroactive active phase ( 30 ) in the form of thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) with the through-contacting active phase ( 26 ) in the form of surrounding curing of an indifferent conductive varnish ( 18 ), where the thermo- EMF can be tapped at the contactable surface contours of the thermoelectroactive collector hood ( 19 ),
  • - Foamed passive leg parts ( 4 ) are the central to the predominant part of thermo-limbs ( 7 ) between two ends of the active leg parts ( 2 ) which are in contact with the surface in a homo gene manner, with the function of improving the efficiency of the thermoelectric conversion by substantially blocking the active leg parts ( 2 ) lend themselves to the loss of heat flows ( 8 ), which is why the foam structure is primarily a closed-cell, metallic foam ( 10 ) or non-metallic foam ( 31 ) with sufficient electrical conductivity and contactability without the need for a self-developable thermal EMF.
  • - With regard to improved contactability of the end faces of foamed passive leg parts ( 4 ) are the same result of a previous density-differentiated foaming ( 23 ), which produces higher densities near the end face of the foam structure there.
7. Vorrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - zusammengesetzte Thermoschenkel (12) nach Anspruch 4 aus jeweils zwei end­ ständigen Aktivschenkelteilen (2) und einem mittigen geschäumten Passiv­ schenkelteil (4) bestehen, wobei letztere eine leitwertoptimierte Schaum­ struktur dahingehend hat, daß diese ein Minimum an Wärmeleitfähigkeit mit einem Maximum an elektrischer Leitfähigkeit verbindet und diese Leitwert­ optimierung dafür sorgt, daß den beidseitig benachbarten, halbleitenden Übergängen der Aktivschenkelteile (2) ein kaum durch Verlustwärmeströme (8) reduziertes, thermisches Angebot zur thermoelektrischen Wandlung über­ lassen wird,
  • - zusammengesetzte Thermoschenkel (12) in Einfachstabform mit durch Brücken­ elektroden (13) kontaktierten indifferenten Kollektorhauben (15) hinsicht­ lich ihrer p/n- und n/p-Übergänge kontaktiert werden, sofern kompakte Scheiben oder Schichten von Thermoelektrika (3) verarbeitet werden,
  • - die kompakten Scheiben oder Schichten von Thermoelektrika (3) auf die Endflächen der geschäumten Passivschenkelteile (4) mit fugenausfüllendem indifferentem Leitlack (18) gekittet werden,
  • - thermoelektroaktive Kollektorhauben (19) mit Brückenelektroden (13) als Aktivschenkelteile (2) in einem Zuge auf die endständigen Deckflächen der geschäumten Passivschenkelteile (4) ausformend und kittend oder nach­ träglich als Fertigform fugenverkittend mit indifferentem Leitlack (18) appliziert werden,
  • - Bogenformen und Abwinkelformen endflächig mit indifferentem Leit­ lack (18) zwecks Kontaktierung der p/n- und n/p-Übergänge verkit­ tet werden,
  • - diese Verbindungsarten für Einfachstab-, Bogen- oder Abwinkelformen für den thermischen Einfang mit in sie eingesenkten und über ihre Oberflächen hinausragenden Armierungen von Wärme-Kälte-Leiteinrich­ ungen (21) optimiert werden.
7. Device according to the preceding claims,
characterized in that:
  • - Composite thermo-legs ( 12 ) according to claim 4 each consist of two end active leg parts ( 2 ) and a central foamed passive leg part ( 4 ), the latter having a conductance-optimized foam structure in that it has a minimum of thermal conductivity with a maximum of electrical conductivity connects and this conductance optimization ensures that the adjacent, semiconducting transitions of the active leg parts ( 2 ) are left with a thermal offer for thermoelectric conversion that is hardly reduced by heat losses ( 8 ),
  • - Composed thermal legs ( 12 ) in the form of single rods with indifferent collector hoods ( 15 ) contacted by bridge electrodes ( 13 ) with regard to their p / n and n / p transitions, provided that compact disks or layers of thermoelectrics ( 3 ) are processed,
  • - the compact panes or layers of thermoelectrics ( 3 ) are cemented onto the end surfaces of the foamed passive leg parts ( 4 ) with gap-filling, indifferent conductive lacquer ( 18 ),
  • - thermoelectroactive collector hoods ( 19 ) with bridge electrodes ( 13 ) as active leg parts ( 2 ) are applied in one go to the end cover surfaces of the foamed passive leg parts ( 4 ) and then cemented or afterwards as a finished form cemented with indifferent conductive varnish ( 18 ),
  • - End forms and angled forms are kittet end with indifferent conductive varnish ( 18 ) for the purpose of contacting the p / n and n / p transitions,
  • - These types of connections for single rod, arch or angle shapes for thermal trapping with recessed in them and protruding beyond their surfaces reinforcements of heating-cooling Leiteinrich devices ( 21 ) are optimized.
8. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 6 und vorhergehenden, gekennzeichnet dadurch, daß integrierte Aktiv-Passiv-Thermoschenkel (14) eine durchgehende, in einem Vorgang gewonnene, geschlossenzellige Struktur aus metalli­ schem (10) oder nichtmetallischem Schaum (31) haben, die hinsicht­ lich elektrischer Leitfähigkeit, Bildung einer Thermo-EMK, Wärme­ dämmung und Eigenfestigkeit optimiert ist, die zumindest Ergebnis einer dichtedifferenzierten (23), vornehmlich aber miteingebrachten kom­ ponentendifferenzierten Schäumung (27) ist - mit den Merkmalen des ausreichenden Vorhandenseins einer rein durchkontaktierenden Wirkphase (26) in der Schaumstruktur, die in den beiden endständigen oberflächennahen Bereichen der zu kontaktierenden Deckflächen der Schenkelpaare durch ausreichenden Anteil einer potentialbildenden thermoelektroaktiven Wirkphase (30) partiell substituiert und oder ergänzt wird.8. The method and device according to claim 6 and the preceding, characterized in that integrated active-passive thermo-limbs ( 14 ) have a continuous, obtained in one process, closed-cell structure made of metallic cal ( 10 ) or non-metallic foam ( 31 ), with respect Lich electrical conductivity, formation of a thermal EMF, thermal insulation and inherent strength is optimized, which is at least the result of a density-differentiated ( 23 ), but mainly brought in component-differentiated foaming ( 27 ) - with the characteristics of the sufficient presence of a purely through-contacting active phase ( 26 ) in the foam structure, which is partially substituted and or supplemented in the two terminal areas of the pair of legs to be contacted by a sufficient proportion of a potential-forming thermoelectroactive active phase ( 30 ). 9. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - metallische Schäume (10) und nichtmetallische Schäume (31) Ergeb­ nis einer Schäumung aus fester, einer definiert vorgehaltenen flüs­ sigen oder mit verschiedenen Konsistenzen und Viskositäten ausge­ statteten, mehrkomponentigen, besonders vorbereiteten Phase sind, die beim Aufschäumen in einen dichte- und komponentendefinierten - gegebenenfalls - differenzierten, geschlossenzelligen Schaumstruk­ turzustand gebracht wird, gegebenenfalls unter nachträglicher Absol­ vierung von Formierungsprozessen in noch heißer oder zäher Phase gebracht wird und hernach zur Abkühlung auf Normaltemperatur,
  • - ein inkrustierender Ein- oder Zweischichtenaufbau die Gegebenheit einer elektrisch leitenden Unterlage mit darauf aufgebrachter thermoelektroaktiver Schicht auf vorgeblähten Partikeln von Schaumstoffgranulat oder Kohlege­ rüststrukturen schafft - zwecks späterer Kontaktsinterung (45) zu schaum­ strukturähnlichen volumenbildenden schneid- und sägbaren oder im Sinte­ rungsprozeß gleich geometrisch ausgeformter Strukturverbände führt,
  • - die Herstellung der inkrustierend aufgebrachten Schichten durch Einbringung der vorerst neutralen, elektrisch eigenleitenden oder nichtleitenden Partikel in Mischertrommeln erfolgt, in welche wei­ terhin im Falle der nicht vorhandenen Eigenleitfähigkeit in einem ersten Schritt die Zugabe einer geeignet viskosen Paste von indif­ ferentem Leitlack (18) erfolgt und daß nach Trocknung in einer zwei­ ten Mischertrommel in gleicher Weise eine Schicht thermoelektroakti­ ven Leitlacks (16) aufgebracht wird,
  • - die Versinterung durch geeignetes Pressen, Extrudieren der noch in äußerer Schicht nassen oder graduell vorgetrockneten, inkrustierten Partikel erfolgt, mit dem Endergebnis mehrfacher partieller kontaktie­ render Übergangszonen zwischen den Partikeln in dem schaumstrukturähn­ lichen Verbund,
  • - metallische Schäume (10) Ergebnis einer differenzierten Erhitzung von Metallen sind, bei der der geschlossenzellige Aufbau der Schaum­ struktur Ergebnis einer stoßartigen, metallischen Dampfphase dieser Metalle sind, wobei die Metalle selbst der Schäumer (33) sind,
  • - metallische Schäume (10) Ergebnis eines plötzlichen Energieeintra­ ges in deren vorgehaltene Flüssigphase sind, welche ein wesentlich tiefer siedendes Metall als Schäumer (33) in geeignetem Anteil mit enthält, der durch Erhitzungsstoß zu spontaner Verdampfung gelangt und somit die geschlossenzellige Struktur des metallischen Schaums (10) aufbaut,
  • - metallische Schäume (10) Ergebnis eines plötzlichen Energieeintrages in die dichte Flüssigphase von Metallen sind, die einen partikulierten, beziehungsweise korpuskulardispers dauernd wirbelnd verteilt gehaltenen Schäumer (33) enthalten, der bei Erhitzungsstoß verdampft,
  • - nichtmetallische Schäume (31) aus elektrisch leitenden, reinstoffigen oder zusammengesetzten, definiert verflüssigbaren Elementen oder Ver­ bindungen nach gleichem Verfahren herstellbar sind,
  • - elektrisch leitende, nichtmetallische Schäume (31) wahlweise mit ei­ ner rein durchkontaktierenden Wirkphase (26) und oder mit einer ther­ moelektroaktiven Wirkphase (30) mit Ausgangsbasis pastenartiger Kon­ sistenzen von Leitbahndickschichtpasten, elektrisch leitwertmaximier­ ten Widerstandspastensystemen mit thermisch begrenzten, organischen Lackgrundkomponenten und deren Hilfsstoffen Ergebnis des thermisch be­ dingten, dissoziativen Zerfalls eines Schäumers (33) sind, der unterhalb des Temperaturniveaus beginnender Beeinträchtigung der sensiblen Gesamtverbundsysteme und ihrer Wirkkomponenten, wie Leit­ fähigkeitsvermittler (20) und thermoelektroaktive Korngrößen (17), stattfindet und indifferente Zellgase liefert, die während längerer oder dauernder Anwesenheit in den Zellen der Schaumstruktur sich anti­ korrossiv und indifferent verhalten und demgemäß vorwiegend eine sen­ sible, dielektrische Erhitzung nach fachmännischem Ermessen zum Schäu­ men solcher Verbundsysteme erforderlich machen,
  • - nichtmetallische Schäume (31) mit Ausgangsbasis organischer und anor­ ganischer, bereits elektrisch leitender Lackgrundkomponenten, wie Po­ lyazetylen, Polyschwefelnitrid, oder geeignete organische Kettenverbindungen mit polarisierenden Seitenketten demgemäß eine bereits ohne eingelagerte Leitfähigkeitsvermittler (20) leitende Zellwandstruktur bekommen,
  • - nichtmetallische Schäume (31) mit Fritten aus niedrigschmelzenden Glaskomponenten (bei 320-480) Grad Celsius unter Zusatz von Leit­ fähigkeitsvermittlern (20) und oder thermoelektroaktiven Korngrößen (17) zu elektrisch leitwertoptimierten und thermoaktiven dichten, glasartigen oder geschäumten Zellwandstrukturen eines geschlossen­ zelligen Aufbaus kommen, wobei ein Teil des Ladungsträgertransportes durch Traptunnelung erfolgt.
9. The method and device according to claim 1,
characterized in that:
  • - Metallic foams ( 10 ) and non-metallic foams ( 31 ) result of foaming from solid, defined liquid or with different consistencies and viscosities, multi-component, specially prepared phase, which when foamed in a density and component-defined - if necessary - differentiated, closed-cell foam structure is brought into place, if necessary with subsequent completion of formation processes in a still hot or tough phase and afterwards for cooling to normal temperature,
  • - An incrusting one- or two-layer structure creates the conditions of an electrically conductive base with thermoelectroactive layer on pre-inflated particles of foam granulate or carbon structure - for the purpose of subsequent contact sintering ( 45 ) to foam structure-like volume-cutting and sawable or in the sintering process structure geometrically identical leads,
  • - The incrustation-applied layers are produced by introducing the initially neutral, electrically intrinsically conductive or non-conductive particles into mixer drums, in which, in the first step, in the case of non-existent intrinsic conductivity, the addition of a suitably viscous paste of indifferent conductive lacquer ( 18 ) takes place and that after drying in a two-th mixer drum, a layer of thermoelectroactive conductive lacquer ( 16 ) is applied in the same way,
  • the sintering takes place by suitable pressing, extrusion of the incrusted particles which are still wet in the outer layer or gradually predried, with the end result of multiple partial contact-making transition zones between the particles in the foam structure-like composite,
  • metallic foams ( 10 ) are the result of a differentiated heating of metals, in which the closed-cell structure of the foam structure is the result of an impact-like, metallic vapor phase of these metals, the metals themselves being the foamer ( 33 ),
  • - Metallic foams ( 10 ) are the result of a sudden energy input in their stored liquid phase, which contains a much lower boiling metal than the foamer ( 33 ) in a suitable proportion, which spontaneously evaporates due to the heating shock and thus the closed-cell structure of the metallic foam ( 10 ) builds up,
  • - metallic foams (10) are a result of a sudden energy input into the dense liquid phase of metals, which contain a particulated or korpuskulardispers constantly swirling distributed held foamer (33) which vaporizes when heated shock,
  • - Non-metallic foams ( 31 ) can be produced from electrically conductive, pure or composite, defined liquefiable elements or compounds using the same method,
  • - Electrically conductive, non-metallic foams ( 31 ) optionally with a purely through-contacting active phase ( 26 ) and or with a thermo-active active phase ( 30 ) with a starting basis of paste-like consistencies of conductive thick-film pastes, electrically conductive-value-maximized resistance paste systems with thermally limited, organic lacquer base components and their auxiliaries The result of the thermally-induced, dissociative decay of a foamer ( 33 ), which takes place below the temperature level of impairment of the sensitive overall composite systems and their active components, such as conductivity mediators ( 20 ) and thermoelectroactive grain sizes ( 17 ), and provides indifferent cell gases that last for longer or permanent presence in the cells of the foam structure are anti-corrosive and indifferent and accordingly predominantly require sensitive, dielectric heating according to professional judgment to foam such composite systems make
  • - Non-metallic foams ( 31 ) with a base of organic and inorganic, already electrically conductive basic lacquer components, such as polyacetylene, poly-sulfur nitride, or suitable organic chain compounds with polarizing side chains accordingly get a cell wall structure that is already conductive without an incorporated conductivity mediator ( 20 ),
  • - Non-metallic foams ( 31 ) with frits made of low-melting glass components (at 320-480) degrees Celsius with the addition of conductivity mediators ( 20 ) and or thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) to electrically conductively optimized and thermoactive dense, glass-like or foamed cell wall structures of a closed cell structure , whereby part of the load carrier transport takes place through trap tunneling.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - die Herstellung dichtedifferenzierter Schäumungen (23) von Metallen und Nichtmetallen oder geeigneter schäumbarer, mehrkomponentiger Ver­ bundsysteme durch einwirkende nieder bis mittelfrequente Induktions­ felder mit einem intensitäts- und frequenzregelndem Regime für zu erzeugende Induktionsströme und felddurchgreifende dielektrische Erhitzung auslösende Mikrowellen geschieht, indem je nach Beschaffen­ heit der zu schäumenden Komponenten, insbesondere hinsichtlich ihrer elektrischen Leitfähigkeit, der energetische Eintragsanteil der über Widerstandserhitzung wirkenden Induktionswirbelströme in einer Schmelz-Schäumhaube und der energeti­ sche Eintragsanteil der über dielektrische Erwärmung wirkenden hochfre­ quenten Mikrowellenfelder gegeneinander variiert und in zeitlich geeig­ neter Abfolge oder Gleichzeitigkeit abgestimmt werden,
  • - eine Optimierung der zum Schmelzen und Aufschäumen notwendigen dilektri­ schen Erhitzung erst vermittels einer richtwertorientierten Einstellung der Mikrowellenfeld-Intensität innerhalb eines Mikrowellenbreitband­ spektrums und danach mit frequenzveränderndem Regime innerhalb des Breit­ bandes erreicht wird,
  • - eine Optimierung der Induktionsströme für aufschäumbare leitfähige Kompo­ nenten mit einem intensitäts- und frequenzbeeinflussendem Regime nach fachmännischen, metallurgischen Grunderfahrungswerten sowie Vorversuchs­ reihen für das Schäumen spezieller Metalle und Halbleiter sowie ein­ dimensionaler oder Superionenleiter vorgenommen wird,
  • - die technische Apparatur zum induktiven Schäumen eine modifizierte Schmelz haube ist, mit Grundkonzept einer einlagigen Zylinderspule und daß in die­ ser eine determiniert vorverflüssigte noch dichte Phase mit dauernd ver­ wirbeltem Schäumer (33) vermittels Eintrag eines gezieltem Energiestoßes unter spontaner rein physikalischer Verdampfung des Schäumers (33) aufge­ schäumt wird, wobei der Schäumer (33) eine niedriger siedende metallische oder nichtmetallische Komponente sein kann,
  • - ein ebenso durch dosierte, aufrechterhaltende Induktionswirbelströme homo­ gen gehaltener Verteilungszustand eines vorher partikulierten, nachher che­ misch zerfallenden, gasförmig dissozzierenden Schäumers (33) in der vorge­ haltenen, determinierten Flüssigphase durch den temperatursprungauslösen­ den Energiestoß zur spontanen Vergasung gerät und damit zur stark volumen­ vergrößernden homogenen Schäumung führt,
  • - zwecks Herstellung metallischer Schäume Metallgriese oder -pulver oder de­ ren schwach angesinterten Zusammenballungen mit einem Lösungsmittel mit Schäumer (33) durchtränkt und nach Ausgasung der Lösemitteldämpfe die so zu inniger Vermengung gebrachten Komponenten Metall und Schäumer (33) aus der festen Phase durch Energiestoß zur Schäumung gebracht werden,
  • - Mikrowellenfelder, welche geeigneterweise über dielektrische Erhitzung nichtleitende Komponenten mit einem Schäumer (33) in eine Schaumstruktur überführen, analog erst eine genau und homogen durchtemperierte Vorhalte­ phase der noch dichten, pastenartigen, zähflüssigen bis dünnflüssigen Grund­ gesamtheit aller Komponenten schaffen, die dann über Eintrag eines analogen Energiestoßes ein solchen Betrag dielektrischer Erwärmung in der vorgewärm­ ten Vorhaltephase verursachen, daß deren spontane Schäumung durch den ther­ misch dissozierenden Schäumer (33) eintritt,
  • - gegebenenfalls ein erweiterndes, steuerbares, beaufschlagendes, barometri­ sches und akkustisches Hilfsregime beim Herstellen metallischer (10) und nicht­ metallischer Schäume (31) aufgerufen wird, das ebenso durch Breitband­ charakteristik befähigt ist, spezielle physikalische, latente Vorgänge für schaumstrukturaufbauende Komponenten auszulösen, zu beschleunigen oder er­ reichte Zustände zu fixieren und zu stabilisieren, wie frequente Druck - Unterdruckzustände in der noch nicht fertig geschäumten Phase und Fixierung der Fertig-Schaumstruktur vermittels permanent gehaltenen Unterdrucks,
  • - eine anspruchsvolle, graduell abstufbare, dichtedifferenzierende Schäumung (23) durch nachträgliche, längszonendifferenzierte, induktive Beaufschlagung oder Mikrowellenbeaufschlagung analog dem tiegelfreien Zonenschmelzverfahren bei vorgefertigten, schaumstrukturierten Grobstabformen erreichbar ist,
  • - eine hinsichtlich verbesserter Festigkeit und Kontaktierbarkeit genügende, oberflächennahe, dichtedifferenzierte Schäumung (23) mit Infrarottiefbe­ strahlung erfolgt,
  • - Oberflächenreliefs und Strukturierungen für Kontaktierungen mittels Laser an der oberflächennahen Schaumstruktur gestaltet werden.
  • - Armierungen in Form von Karbonfasern und oder Metallfasern zur Festigkeits- und Leitwertoptimierung wirkphasengestreckter nichtmetallischer Schäume (31) eingebracht werden,
  • - eine Hochtemperaturschäumung von Magnetit mit und ohne Zusatz eines disper­ sen Schäumers (33) erfolgen kann.
10. The method according to claim 9,
characterized in that:
  • - The production of density-differentiated foams ( 23 ) of metals and non-metals or suitable foamable, multi-component composite systems by acting low to medium-frequency induction fields with an intensity and frequency-regulating regime for induction currents to be generated and field-penetrating dielectric heating triggering microwaves, depending on the nature the components to be foamed, in particular with regard to their electrical conductivity, the energetic input component of the induction eddy currents acting via resistance heating in a melt-foam hood and the energetic input component of the high-frequency microwave fields acting via dielectric heating are varied with respect to one another and coordinated in a chronologically appropriate sequence or simultaneity,
  • - An optimization of the necessary dilektri heating for melting and foaming is achieved only by means of a guideline-oriented setting of the microwave field intensity within a microwave broadband spectrum and then with a frequency-changing regime within the broadband,
  • - An optimization of the induction currents for foamable conductive components with an intensity and frequency-influencing regime according to professional, metallurgical basic experience values as well as preliminary tests for the foaming of special metals and semiconductors as well as a dimensional or super ion conductor is carried out,
  • - The technical apparatus for inductive foaming is a modified melting hood, with the basic concept of a single-layer cylinder coil and that a determinately pre-liquefied, dense phase with a constantly swirling foamer ( 33 ) by means of the introduction of a targeted energy surge with spontaneous purely physical evaporation of the foamer ( 33 ) is foamed up, the foamer ( 33 ) being a lower-boiling metallic or non-metallic component,
  • - A distribution state of a previously particulate, afterwards mix-disintegrating, gaseously dissociating foamer ( 33 ) in the pre-maintained, determined liquid phase due to the temperature jump triggering the energy surge to spontaneous gasification and thus to the large volume-increasing homogeneous Foaming leads
  • - For the production of metallic foams metal grit or powder or their ren sintered agglomerations soaked with a solvent with foamer ( 33 ) and after outgassing the solvent vapors the intimately mixed components metal and foamer ( 33 ) from the solid phase by energy shock to foaming to be brought,
  • - Microwave fields, which suitably convert non-conductive components with a foamer ( 33 ) into a foam structure by means of dielectric heating, analogously only create a precisely and homogeneously tempered supply phase of the still dense, paste-like, viscous to viscous basic entirety of all components, which can then be entered via a analog energy surge such an amount of dielectric warming in the preheated holding phase cause its spontaneous foaming to occur through the thermally dissociative foamer ( 33 ),
  • - If necessary, an expanding, controllable, pressurizing, barometric and acoustic auxiliary regime for the production of metallic ( 10 ) and non-metallic foams ( 31 ) is called, which is also enabled by broadband characteristics to trigger special physical, latent processes for components that build foam structure, to accelerate or it was enough to fix and stabilize conditions, such as frequent pressure - negative pressure states in the not yet fully foamed phase and fixation of the finished foam structure by means of permanently held negative pressure,
  • - A sophisticated, gradually gradable, density-differentiating foaming ( 23 ) can be achieved by subsequent, longitudinal zone differentiated, inductive exposure or microwave exposure analogous to the crucible-free zone melting process with prefabricated, foam-structured coarse molds,
  • - A near-surface, density-differentiated foaming ( 23 ) with infrared deep radiation takes place with regard to improved strength and contactability,
  • - Surface reliefs and structuring for contacting by laser can be designed on the near-surface foam structure.
  • Reinforcements in the form of carbon fibers and or metal fibers for optimizing the strength and conductance of non-metallic foams ( 31 ) stretched in the active phase are introduced,
  • - A high temperature foaming of magnetite with and without the addition of a disper sen foamer ( 33 ) can be done.
11. Verfahren nach Ansprüchen 10 und 9,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - eine komponentendifferenzierte Schäumung (27) zwecks Schichtenstufung von durchkontaktierender (26) und thermoelektroaktiver Wirkphase (30) im Längsverlauf von Thermoschenkeln (7) innerhalb einer durchgehenden Schaumstruktur durchgeführt wird, indem nach dreifach-schichtenwei­ sem Ansetzen von dafür vorbereiteten, inhaltlich differenzierten Leit­ bahndickschichtpasten, elektrisch leitwertmaximierten Widerstandspas­ ten mit organischer Lackgrundlage oder auf Frittengrundlage oder des­ gleichen angepaßt modifizierten Leitklebern oder Leitlacken ein gemein­ samer Schäumvorgang durchgeführt wird,
  • - die inhaltliche Differenzierung der drei Ansatzschichten dahingehend ist, daß die mittlere nur die durchkontaktierende Wirkphase (26), jedoch die obere und untere vornehmlich die thermoelektroaktive Wirkpha­ se (30) enthalten,
  • - demgemäß nach dem Schäumen eine geblähte Gesamtschicht in Form einer durchgehenden, geschlossenzelligen Schaumstruktur ausgebildet ist, die in oberflächennahen Bereichen die für p/n- und n/p-Übergänge gestalt­ baren thermoelektroaktiven Endzonen (34) und in oberflächenferneren nur leitwertoptimierte Zwischenbereiche (35) aufweist.
11. The method according to claims 10 and 9,
characterized in that:
  • - A component-differentiated foaming ( 27 ) for the layer grading of through-contact ( 26 ) and thermoelectroactive active phase ( 30 ) in the longitudinal course of thermal legs ( 7 ) is carried out within a continuous foam structure, by applying prepared, differentiated content of conductive thick-film pastes after triple-layer-wise preparation, Resistance pastes maximized in electrical conductivity with an organic lacquer base or on a frit base or the same modified modified conductive adhesive or conductive lacquer, a common foaming process is carried out,
  • - The differentiation of the contents of the three batch layers is such that the middle phase only contains the through-contacting active phase ( 26 ), but the upper and lower ones primarily contain the thermoelectroactive active phase ( 30 ),
  • - Accordingly, after the foaming, a swollen overall layer is formed in the form of a continuous, closed-cell foam structure, which can be designed in the near-surface areas for thermo-electroactive end zones ( 34 ) for p / n and n / p transitions and in intermediate areas ( 35 ) which are only further away from the surface and conductance having.
12. Vorrichtung nach Ansprüchen 9 und 10,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - geschäumte Passivschenkelteile (4), durchgehend geschäumte Thermo­ schenkel (11), zusammengesetzte Thermoschenkel (12), integrierte Aktiv-Passiv-Thermoschenkel (14) thermoelektrische Stränge (28) so­ wie die möglichen strangzusammensetzbaren Thermoschenkel (7) mit Schaumstrukturanteil für druckkontaktierte thermoelektrische Strän­ ge (32) nach Anspruchsmerkmalen hinsichtlich einer dichtedifferenzierten Schäumung (23) hergestellt werden können,
  • - mit Ausnahme der Einfachformen durchgehend geschäumter Thermo­ schenkel (11) aus durchgehend zellengleichem, metallischem Schaum (10) und außer denen mit homogen verteilter Wirkphase in nichtme­ tallischen Schaumstrukturen, alle vorgenannten Thermoschenkel (7) bei ihrem Herstellungsprozeß kontinuierlich gleichzeitig oder nachträglich auch den Vorgang einer komponentendifferenzierten Schäumung absolvieren können.
12. Device according to claims 9 and 10,
characterized in that:
  • - Foamed passive leg parts ( 4 ), continuously foamed thermo leg ( 11 ), composite thermo leg ( 12 ), integrated active-passive thermo leg ( 14 ) thermoelectric strands ( 28 ) as well as the possible strand-assemble thermo leg ( 7 ) with foam structure portion for pressure-contacted thermoelectric strands ge ( 32 ) can be produced according to claim characteristics with regard to density-differentiated foaming ( 23 ),
  • - With the exception of the simple forms of continuously foamed thermo leg ( 11 ) from the same cell, metallic foam ( 10 ) and in addition to those with a homogeneously distributed active phase in non-metallic foam structures, all of the aforementioned thermal legs ( 7 ) in their manufacturing process continuously or subsequently the process of one can complete component-differentiated foaming.
13. Verfahren und Vorrichtung nach Ansprüchen 9, 10 und 12,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - thermoelektrische Stränge (28) Ergebnis von Hintereinanderschäumungen von Schichten sind, die als vorstufige thermoelektrische Reihenschal­ tung von Thermoschenkeln (7) mit Schaumstrukturanteil erfindungs- und verfahrensgemäß im Endlosdurchschubverfahren herstellbar sind, indem ein formstabilisierter, dichter, noch zäher oder vorgetrockneter, in axialer Richtung zusätzlich definiert druckkontaktierter, verklebter, verkitteter oder ultraschallgeschweißter Strang aus Intervallen so vorbereiteter, portionierter Zusammensetzungen von Thermoschenkeln (7) technische Apparaturen für induktive und oder dielektrische Erwärmung durchläuft, deren Regime nach vorhergehenden Anspruchsmerkmalen des Anspruchs 10 für dichtedifferenzierte (23) und komponentendifferenzierte Schäumung (27) den spezifischen Zusammensetzungen der portio­ nierten Intervalle des Strangs angepaßt ist,
  • - die zu hintereinandergeschalteten p/n- und n/p-Übergängen führende, graduell differenzierbare Schäumung zu thermoelektrischen Strängen (28) verfahrensgemäß als differenzierte Grenzschichtschäumung (29) bezeich­ net wird,
  • - die geschäumten, geschlossenzellig ineinander übergehenden Intervalle der Thermoschenkel (7) jeweils mit ihrer p- und n-leitenden elektrothermo­ aktiven Endzone (34) in eine schmale, feinporige bis dichte, thermisch, elektrisch hochleitende, dafür indifferente Zone übergehen, die mit thermischer Ringkon­ taktierung strangseitlich sich nach außen, geeignet verlängernd und verbreiternd in eine nur thermischen Fluß empfangende Wärme-Kälte-Leiteinrichtung (21) vergrös­ sert, wobei die kollektorartigen Verlängerungen alternierend um 180 Grad versetzt setzt sind, um das thermoelektrische Prinzip der thermischen Parallel­ schaltung für heißseitenempfangende und kaltseitenempfangende Wärme- Kälte-Leiteinrichtungen (21) bei elektrischer Reihenschaltung der p/n- und n/p-Übergänge des thermoelektrischen Strangs (28) zu realisieren,
  • - thermoelektrische Stränge aus metallischen Schäumen (10) und oder nicht­ metallischen Schäumen (31) herstellbar, dabei antikorrossiv restlos her­ metisierbar und hochwärmedämmend umschäumbar sind und auf einfachste, handwerkliche Weise demgemäß als beliebig wählbare Stablängen in beliebig wählbarer Anzahl zu flächenhaften Verbunden großer Spannungen und Leistun­ gen, mit gleichzeitig vorzüglicher Wärmedämmfunktion reihengeschaltet werden können, da ein thermoelektrischer Strang (28) bei Wahl geeigneter Thermoelektrika (3) bereits Arbeitsspannungen im Zehnvolt-Bereich liefern kann,
  • - die strangseitlich austretenden, thermisch eintragenden Oberflächen der Wärme-Kälte-Leiteinrichtungen (21) elektrisch sicher isolierende, hochresisten­ te Überzüge aus Teflon, Hostaflon oder ähnlich antikorrossiv versiegelnden, selbst unangreifbaren und thermisch stabilen Polymeren oder anderen Kunststoffen haben,
  • - druckkontaktierte thermoelektrische Stränge (32) abweichend von den insge­ samt dauerhaft fixierten thermoelektrischen Strängen (28) aus Thermoschen­ keln (7) mit Schaumstrukturanteilen bis 100% und oder dichten Thermoschen­ keln (7) in ansonsten gleichem Aufbau gefertigt werden, mit dem Unterschied, daß von den Enden des druckkontaktierten thermoelektrischen Strangs (32) her wirkende axiale Druckkomponenten die ausreichende Kontaktierung der p/n- und n/p-Übergänge übernehmen und dünne elastische Auflagen aus ther­ misch-elektrisch hochleitendem Leitgummi (37) oder indifferenten Metall­ folien (38) auf den stranginneren Oberflächen der zwischensegmentierten Wärme-Kälteleit-Einrichtungen (21) die Druckkomponenten in eine homogene Flächenkontaktierung umsetzen.
13. The method and device according to claims 9, 10 and 12,
characterized in that:
  • - Thermoelectric strands ( 28 ) are the result of foaming of layers one behind the other, which can be produced as a preliminary thermoelectric series circuit of thermal legs ( 7 ) with a foam structure portion according to the invention and the method according to the continuous push-through method by a dimensionally stabilized, dense, even tougher or pre-dried, in the axial direction Defines pressure-contacted, glued, cemented or ultrasonically welded strand from intervals of prepared, portioned compositions of thermal legs ( 7 ) passes through technical apparatus for inductive and / or dielectric heating, the regime of which, according to the preceding claims of claim 10, for density-differentiated ( 23 ) and component-differentiated foaming ( 27 ) is adapted to the specific compositions of the portioned intervals of the strand,
  • the process of gradually differentiating foaming to thermoelectric strands ( 28 ) leading to p / n and n / p transitions connected in series is referred to as differentiated boundary layer foaming ( 29 ),
  • - The foamed, closed-cell merging intervals of the thermocouple ( 7 ) each with their p- and n-conducting electrothermal active end zone ( 34 ) in a narrow, fine-pored to dense, thermally, electrically highly conductive, but indifferent zone, which with thermal ring con Tacting strands laterally outwards, suitably extending and widening in a heat-cold guide device ( 21 ) receiving only thermal flow, the collector-like extensions are alternately offset by 180 degrees to the thermoelectric principle of thermal parallel connection for hot-side receivers and to realize cold-side receiving heat and cold control devices ( 21 ) with electrical series connection of the p / n and n / p transitions of the thermoelectric line ( 28 ),
  • - Thermoelectric strands can be produced from metallic foams ( 10 ) and or non-metallic foams ( 31 ), can be meticulously anticorrosively and metamorphosed and can be foam-insulated in a highly heat-insulating manner and accordingly in the simplest, hand-crafted manner as any length of rod in any number of combinations of large voltages and powers gen, can be connected in series with excellent thermal insulation function at the same time, since a thermoelectric strand ( 28 ) can already supply working voltages in the tens of volt range if suitable thermoelectrics ( 3 ) are selected,
  • - The strand-side, thermally entering surfaces of the heat-cold control devices ( 21 ) have electrically safe insulating, highly resistant coatings made of Teflon, Hostaflon or similar anticorrosive sealing, even unassailable and thermally stable polymers or other plastics,
  • - Pressure-contacted thermoelectric strands ( 32 ) deviating from the total of permanently fixed thermoelectric strands ( 28 ) from Thermoschen keln ( 7 ) with foam structure proportions up to 100% and or dense Thermoschen keln ( 7 ) are otherwise manufactured in the same structure, with the difference that Axial pressure components acting from the ends of the pressure-contacted thermoelectric strand ( 32 ) adequately contact the p / n and n / p transitions and thin elastic layers made of thermally-electrically highly conductive conductive rubber ( 37 ) or indifferent metal foils ( 38 ) convert the pressure components into a homogeneous surface contact on the inner surfaces of the inter-segmented heat-cold conduction devices ( 21 ).
14. Verfahren und Vorrichtungen nach Anspruch 4 und vorhergehenden,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - zwecks Gewinnung geometrischer Einbauformen von durchgehend geschäumten Thermoschenkeln (11) für thermoelektrische Module (1) verfahrensgemäß die verkittende Profilkontaktierung (39) zur Anwendung gelangt, indem:
  • - diese durch geeigneten Zerschnitt fertig geschäumten, jeweils p-leitenden und n-leitenden Thermoelektrikums (3) gewonnen werden, dahinge­ hend, daß oberflächig offenporige, baukastenähnliche, ineinanderpassende Verzahnungsprofile beider Arten mechanisch oder mit Laser glatt herausge­ schnitten, mit indifferentem Leitlack (18) an den Fügeflächen sattsam po­ renverschmiert und unter zwischenlagiger Einfügung einer indifferenten Me­ tallfolie (38) ineinandergeschoben werden und in der Aufeinanderfolge die­ ses Aufbaues die Reihenschaltung der Thermoschenkel (7) für abgreifbare Ar­ beitsspannungen realisiert wird,
  • - in Erweiterung dessen die thermische Leitprofilkontaktierung (40) zur An­ wendung gelangt, indem:
  • - eine Nachaußenführung und thermisch-elektrisch leiteroptimierte Quer­ schnittsverstärkung der indifferenten Metallfolie (38) mit ebenso ther­ misch optimierter Einfangoberfläche in vorteilhafter Weise die funktio­ nale Zusatzfunktion einer funktionalen Wärme-Kälte-Einrichtung (21) erbringt,
  • - zusätzlich kraftschlüssige, löt- oder leitlackverbundene Endflächenkontaktierungen der geschnittenen Strukturen metallischer (10) und nichtmetallischer Schäume (31) vermittels einkrallender, verzinnter Kontaktankerkrallen (22) in mit Tränklot oder ge­ eignetem Leitlack vollgesaugte, oberflächennahe Zellen realisiert werden, wobei der herausragende, sich fortsetzende Teil, der Bettungsdraht (47) ggfs. vorhandene Aktivschenkelteile (2) galvanisch thermisch passiert und/oder allein rein thermisch Wärme-Kälte-Leiteinrichtungen (21) mit elektrischer Isolierung (48),
  • - Strukturen nichtmetallischer Schäume (31) anstelle Lötverbindung und Tränklot eine anfangs dünnflüssige, später erhärtende, elektrisch hoch­ leitfähige Komponente eines indifferenten Leitlacks (18) an ihrer Ober­ fläche von unter ein bis wenige Millimeter tief kapillar einsaugen, und anschließend unter Normaltemperaturen eine oberflächennahe dichte, für die zeitgleich eingestochenen Kontakt­ ankerkrallen (22) kraftschlüssige Unterschicht ausbilden,
  • - doppelkrallige Kontaktankerkrallen (22) oder solche, zweiseitigen, mit spiralig-bogigen Zwischenverlängerungen normale Brückenelektroden (13) ersetzen und hierdurch den Bau flächenhaft dreidimensional verwölbbarer thermoelektrischer Module (1) gestatten,
  • - die spiralig bogigen Zwischenverlängerungen der doppelten Kontaktanker­ krallen (22) thermisch kontaktierenden kraftschlüssigen Durchgang durch Kühlkörperprofile mit geeigneten Oberflächengestaltungen haben und dem­ gemäß thermischen Eintrag für die elektrothermoaktiven Endzonen (34) der Thermoschenkel (7) besorgen und die endständig in die Schaumstrukturen der Thermoschenkel (7) eingestochenen Krallen die Ausbildung von p/n- und n/p-Übergängen.
14. The method and devices according to claim 4 and preceding,
characterized in that:
  • - In order to obtain geometrical installation forms of continuously foamed thermal legs ( 11 ) for thermoelectric modules ( 1 ), according to the method, the cemented profile contact ( 39 ) is used by:
  • - These are foamed by suitable cutting, each p-type and n-type thermoelectric ( 3 ), given that surface-open-pore, modular-like, interlocking tooth profiles of both types are mechanically or laser-cut smoothly, with indifferent conductive lacquer ( 18 ) at the joining surfaces, plentifully smeared with poles and pushed into each other with the interposition of an indifferent metal foil ( 38 ) and in the sequence of this structure the series connection of the thermocouples ( 7 ) for tapped working voltages is realized,
  • - In addition, the thermal guide profile contact ( 40 ) is used by:
  • - An external guide and thermal-electrical conductor-optimized cross-sectional reinforcement of the indifferent metal foil ( 38 ) with likewise thermally optimized trapping surface advantageously provides the additional functional function of a functional heating / cooling device ( 21 ),
  • - In addition, non-positive, solder or conductive lacquer-bonded end surface contacts of the cut structures of metallic ( 10 ) and non-metallic foams ( 31 ) by means of clawing, tin-plated contact anchor claws ( 22 ) in cells soaked with soaking solder or suitable conductive lacquer, near-surface cells are realized, with the outstanding, continuing Part that passes the bedding wire ( 47 ), possibly existing active leg parts ( 2 ), galvanically and / or solely purely thermally, heat and cold guide devices ( 21 ) with electrical insulation ( 48 ),
  • - Suck in structures of non-metallic foams ( 31 ) instead of a soldered joint and soaking solder an initially thin, later hardening, electrically highly conductive component of an indifferent conductive varnish ( 18 ) on its upper surface from less than one to a few millimeters deep, and then a normal density close to the surface under normal temperatures, for the contact which is pierced at the same time, form anchored underlayer ( 22 ),
  • - Double-clawed contact anchor claws ( 22 ) or such, double-sided, with spiral-arched intermediate extensions replace normal bridge electrodes ( 13 ) and thereby allow the construction of three-dimensionally archable thermoelectric modules ( 1 ),
  • - The spiral arched intermediate extensions of the double contact anchors claw ( 22 ) have thermally contacting non-positive passage through heat sink profiles with suitable surface designs and according to the thermal entry for the electrothermal active end zones ( 34 ) of the thermal legs ( 7 ) and the end in the foam structures of the thermal legs ( 7 ) pierced claws the formation of p / n and n / p transitions.
15. Verfahren nach Ansprüchen 9 und 10,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - eine Wirkphasenformierung hinsichtlich elektrischer Leitfähigkeiten und Prägung zu maximaler Entwicklung von Thermo-EMK in dichten, in Schaum­ strukturen und ähnlichen, hinsichtlich der ausgangsmäßigen Thermoelek­ trika (3) - außerhalb - und innerhalb, hinsichtlich der Leitfähigkeits­ vermittler (20) nur nach deren Lokalisierung in dichten oder schaumstruk­ turierten Teilen von Ihermoschenkeln (7) durchgeführt wird, um eine lei­ stungsfähige thermoelektroaktive (30) und/oder durchkontaktierende Wirkphase (26) zu formieren und demgemäß eine, vorherige, begleitende oder nach­ trägliche Formierung je nach Erfordernis stattfindet,
  • - demgemäß Leitfähigkeitsvermittler (20) bei beginnender und stattgefunde­ ner Fixierung in dichten und Schaumstrukturen mit und/oder in ihnen zu einer leistungsfähigen durchkontaktierenden Wirkphase (26) formiert werden,
  • - eine Nachformierung der noch in heißer/warmer Phase befindlichen Schaum­ strukturen nichtmetallischer Schäume (31) vorgenommen wird, indem durch Anlegen von geeigneten Spannungen Ströme von bestimmter Stärke durch die noch hei Ben Schaumstrukturen geschickt werden, die über Wirkmechanismen der Elektromigration und Einbindung von vorher noch nicht kontaktierten, zerstreut lokalisierten Leitatomen eine Verbesserung der durchkontaktie­ renden Wirkphase (26) erzielen,
  • - desgleichen eine Nachformierung in noch heißer/warmer Phase durch rich­ tende, so bezeichnete permanente Polarisation erzielt wird, die durch entsprechende statische elektrische Felder, gegebenenfalls solche, die mit einer frequenten Feldkomponente geeigneten Anteils überlagert sind, eine Ausrichtung anisotroper thermoelektroaktiver Korngrößen (17) vornehmbar ist,
  • - in heißer/warmer Phase eine ebensolche Nachformierung der thermoelek­ troaktiven Wirkphase (30) in soeben geblähten Schaumstrukturen oder den noch nicht abgebundenen beziehungsweise erhärteten Leitlackver­ bunden vornehmbar und insbesondere mit polarisierenden, elektrischen Feldern eine Ausrichtung anisotroper, thermoelektroaktiver Korngrößen (17) in die thermoelektrische Vorzugsrichtung möglich ist,
  • - Bleiglanzkristalle, nichtkubisch kristallisierter Pyrit und ähnliche anisotrope Kristallformen, insbesondere wirteliger Systeme hinreichen­ den Zerteilungsgrades, innerhalb von Lackgrundkomponenten noch hinrei­ chend harzähnlicher Konsistenz, einer außenrichtenden Polarisation in die thermoelektrische (kristallachsenorientierte) Vorzugsrichtung mittels elektrischer Felder unterworfen werden, unter gleichzeitiger strombe­ auflagender, elektrischer Leitwertoptimierung durch Elektromigration,
  • - eine die Thermo-EMK verbessernde, für verschiedene natürliche Verbin­ dungshalbleiter mögliche kristallographische Temperformierung innerhalb heißer Glasphasen anwendbar ist, indem ausreichende Zerteilungsgrade nichtorientierter, nichtkubisch- pyritähnlicher oder ausschließlich an­ isotroper, temperfähiger Verbindungshalbleiter oder intermetallischer Verbindungen in hitzeresistenten, glasartigen Einbettungen vor dem Er­ kalten zu dichtharten oder dem Heißschäumen zu schaumglasigen, thermo­ elektroaktiven Strukturen bei Temperaturen zähflüssig eintretender Kon­ sistenz einem kristallumbauenden, feldbeaufschlagten Tempervorgang mit innerer kristallographischer und außenvorzugsumrichtender Polarisation unterliegen, wobei im Falle eines schnell stattfindenden Blähvorgangs die Feldstärke weggenommen und danach sofort wieder der gerade fertiggestellten, noch heißen Schaumstruktur unvermindert, gegebenenfalls verstärkt bis zur restlosen Erkaltung beauflagt wird,
  • - eine unbegrenzte Anzahl von sprunghaft auslösbaren reversiblen Formie­ rungen zwischen niederohmigen halbleitenden und hochohmigen Zuständen thermoelektroaktiver Wirkphasen (30) möglich sind, die aus halbleiten­ den Chalkogenidgläsern bestehen, welche binäre, ternäre und quaternäre Systeme aus S, Se, Te, As und Cd, Zn, Fe, Bi, Ti, Cu, Ag und solche auf der Basis einiger Übergangsmetalloxide wie z. B. Cu2O und Fe2O3 sind und daß, diese Schaltzuständen entsprechenden Leitfähigkeitsniveaus hin­ sichtlich zu erreichender halbleitender Niederohmigkeit mit Spannungs­ impulsen höher 50 Volt und die Umkehr in den hochohmigen Zustand mit angepaßten Stromimpulsen erreichbar ist,
  • - Ionenreinigung und Nachdotierung an Kristalloberflächen natürlicher Ver­ bindungshalbleiter wie Blenden, Glanze und Kiese angewendet werden, um deren thermoelektrische und elektrische Eigenschaften zu verbessern,
  • - eine modifikationsumwandelnde, vornehmlich thermische Nachformierung schmelz- und schäumbarer, nichtmetallischer Thermoelektrika (3) hin­ sichtlich Bildung elektrischer Leitfähigkeit und Fähigkeit zur Ent­ wicklung einer Thermo-EMK (gegen andere Thermoelektrika (3)) vorgenom­ men wird und demgemäß sich analog eigenschaftsbehaftete Thermoelektri­ ka (3) wie das schmelz- und schäumbare Selen, das unmittelbar nach Schäumung in glasig-amorphem Zustand und nach Temperung in geeigne­ tem Temperaturhaltebereich in eine halbmetallische, elektrisch leiten­ de, mit ausgeprägten thermoelektrischen Eigenschaften versehene, dauer­ hafte Form gerät - diese thermische Nachformierung erfahren,
  • - sulfidische Verbindungshalbleiter, wie Galenit, Pyrit, Chalkopyrit (Schwefelkies) und andere Übergangsmetallchalcogenide mit geeigneten Pyritstrukturen einer unter thermischem Regime stattfindenden, thermo­ chemischen Behandlung unterzogen werden, die eine kristallographische Verbesserung hinsichtlich Reinheit, Kristallinität und Stöchiometrie erzeugt, wobei eine die thermoelektrischen Eigenschaften verbessernde Dotierung thermoelektroaktiver Korngrößen (17) geeigneten Zerteilungs­ grades aus diesen Verbindungshalbleitern mit vorgenommen werden kann,
  • - hydrothermal oder anders entstandene, erzartige Blenden, Glanze und Kiese gegebenenfalls den Prozeß der Ionenreinigung und Nachdotierung absolvieren, wenn so erreichbare, hohe differentielle Thermokräfte dies rechtfertigen,
  • - auf geeignet dichtedifferenzierten, erstarrten Oberflächen spezieller metallischer Schäume (10) oder speziell oberflächenvorbehandelter, ver­ mittels übertragenden oder synthetisierenden Dampfphasentransports unter Zugabe von Dotierungsmitteln über das Zwischenstadium einer primären Pyrrothinkristallsynthese, thermoelektrisch vorzugsorientierte, dotierte polykristalline Pyritschichten verankernd aufgewachsen werden, die zu­ nächst in geeignet ausgerichteten Permanentmagnetfeldern als sich orien­ tierende Pyrrhotinschichten- oder Kristalle aufwachsen und unter Tempe­ raturabsenkung sich in vorzugsorientierte Pyritschichten umwandeln,
  • - der übertragende Dampfphasentransport zu geeigneten oder so vorbehandel­ ten Metallschaum-, Magnetit-, Kohlenstoff- oder Siliciumcarbid- oder Titannitridaufwachsflächen unter Zugabe von Dotierungsmitteln und 5,2 g Brom/Liter einer stark verdünnten Schutzgasatmosphäre aus Wasser­ stoff/Argon innerhalb eines magnetisch durchflutbaren Autoklaven jeweils für p-leitendes oder n-leitendes Pyrit - bei ca. 800 Grad Celsius in einem geschlossenen, mit Magnetfeldern durchflutbaren Autoklaven undo­ tiertes Pyrit aufnimmt und bei ca. 550 Grad Celsius auf der Oberfläche des metallischen Schaums (10) oder vorgenannter Aufwachsflächen Pyrrothin in dotierter, vorzugsrichtungsorientierter Form abscheidet und durch ge­ eignetes, umkehrendes Temperaturregime schließlich Pyrit mit hoher diffe­ rentieller Thermokraft entsteht und mit gleicher Ablauffolge aber milde­ ren Bedingungen mit Jod,
  • - der agressivere Dampfphasentransport mit Chlor andersgeartete Vorbehandlun­ gen der Oberflächen der hierfür noch geeigneten metallischen Schäume (10) erforderlich macht oder eine chlorresistente, durch Laseraufsinterung oder Aufwachsverfahren gewonnene dünne Titannitridzwischenenlage auf dem Metall­ schaum,
  • - der synthetisierende Dampfphasentransport mit Eisenpentacarbonyl oder Dieisennonacarbonyl und Schwefelwasserstoff unter sensiblen Bedingungen bei Reaktionen unter 200 Grad Celsius ohne gleichzeitig stattfindenden Dotierungseintrag stattfinden kann,
  • - der synthetisierende Dampfphasentransport unter robusten Bedingungen bei über 300 Grad Celsius mit Eisen(II)chlorid oder Eisen(II)bromid oder be­ sonders unterlagenschonend mit Eisen(II)jodid und Schwefelwasserstoff oder ab 450 Grad Celsius mit Schwefel und vorgenannten Eisenhalogeniden unter Dotierungseintrag aus der Dampfphase erfolgen kann,
  • - für p-Leitungstyp Dotierungen mit Elementen der V. Hauptgruppe oder VII. Nebengruppe und für n-Leitungstyp Dotierungen mit Elementen der VII. Hauptgruppe oder VIII. Nebengruppe heranzuziehen sind,
  • - hinsichtlich Stöchiometrie insbesondere bei billigem Pyrit und Bleiglanz neben anderen Glanzen eine Schwefelbehandlung zum Defekthalbleiter und eine Vakuumbehandlung zum Überschußhalbleiter führt und damit zur Möglichkeit immenser Steigerung der Thermo-EMK in einer vorteilhaften Homojunktion dieser Verbindungshalbleiter mit sich selbst,
  • - in der Inkrustierung zur Kontaktsinterung (45) vorgesehener, noch frei beweglicher vorgeblähter Partikel vor derselben die oberflächige Einla­ gerung eines ferromagnetischen Subpartikels (44) an einem beliebi­ gen Punkt der noch harzzähen Kruste erfolgt, wobei die thermoelektrische Vorzugsrichtung koordiniert wird mit einer magnetischen Ausrichtung der Weißschen Bezirke des ferromagnetischen Subpartikels (44), welche dieselbe auf das gesamte Partikel überträgt und daß die so durch magnetische und elektrische Feldkomponenten erzwungene Gesamtausrichtung der thermoelektroaktiven Wirk­ phase des Partikels sich in einer freien Schwebephase formiert,
  • - nach Trocknung/Aushärtung der orientierten Partikel diese unter Vibra­ tion und einer einfach erzeugbaren durchgreifenden magnetischen Felkom­ ponente in aufschichtender und sich ausrichtender Weise in keramische Hohlformen einrütteln, wonach sie unter flexiblem Anfangsdruck in die Kontaktsinterung (45) eintreten,
  • - eine gesamtvolumige, homogene, thermoelektrisch vorzugsausrichtende, kon­ tinuierliche Aufwachsformierung (46) zumindest der dichten Aufbauten eini­ ger Varianten großdimensionierter, thermoelektroaktiver Kollektorhauben (19) oder bestimmter, an ihrem äußeren Ende in einen verdichteten Zustand übergehender, thermoelektroaktiver Endzonen (34), sowie insbesondere ther­ moaktiver Flächen für direkte p/n- und n/p-Übergänge mit dem Verfahren der Photopolymerisation erzielbar ist, indem polarisierende, elektrische Felder nur dünne, aus einer Schlitzdüse austretende, zähe, monomere Grün­ lingsfilme thermoelektroaktiver Pasten intensiv durchfluten und orientieren, die zeitgleich nach Austritt von einem Regime durchdringender, ultraviolet­ ter oder blauer Laserstrahlen photopolymerisierend gestartet werden, wobei unter äußerer Erstarrung Verkettung und Vernetzung der Moleküle der Lack­ grundkomponente sich erst nach Vorgang des Aufschichtens oder Aufwickelns der Grünlingsfilme beenden.
15. The method according to claims 9 and 10,
characterized in that:
  • - An active phase formation with regard to electrical conductivities and embossing for maximum development of thermal EMF in dense, in foam structures and the like, with regard to the initial thermoelectrics ( 3 ) - outside - and inside, with regard to the conductivity mediator ( 20 ) only after their localization in dense or foam-structured parts of Ihermoskeln ( 7 ) is carried out in order to form a high-performance thermoelectroactive ( 30 ) and / or through-contact active phase ( 26 ) and accordingly a previous, accompanying or subsequent formation takes place as required,
  • - Accordingly, conductivity mediators ( 20 ) are formed with and / or in them to form an efficient through-contacting active phase ( 26 ) when fixation begins and takes place in dense and foam structures,
  • - A reforming of the still hot / warm phase foam structures of non-metallic foams ( 31 ) is made by sending currents of a certain strength through the application of suitable voltages through the still hot foam structures, which work via mechanisms of electromigration and integration from before non-contacted, scattered localized lead atoms achieve an improvement in the through-contacting active phase ( 26 ),
  • - Likewise, a reformation in still hot / warm phase by rich, so-called permanent polarization is achieved, the alignment of anisotropic thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) can be carried out by appropriate static electric fields, possibly those that are overlaid with a frequency field component of suitable proportion is
  • - In the hot / warm phase, such a re-formation of the thermoelectroactive active phase ( 30 ) in just-blown foam structures or the not yet set or hardened conductive lacquer compounds can be performed, and in particular with polarizing, electrical fields, an anisotropic, thermoelectroactive grain size ( 17 ) orientation in the thermoelectric preferred direction is possible,
  • - Galena crystals, non-cubic crystallized pyrite and similar anisotropic crystal forms, in particular whirling systems, suffice the degree of division, within basic lacquer components are still sufficiently resin-like consistency, are subjected to an external polarization in the thermoelectric (crystal axis-oriented) preferred direction by means of electrical fields, with simultaneous current-imposing electrical conductivity through electromigration,
  • - A thermo-EMF-improving, for various natural compound semiconductors, possible crystallographic tempering within hot glass phases can be applied by sufficient degrees of division of non-oriented, non-cubic-pyrite-like or exclusively isotropic, temperate compound semiconductors or intermetallic compounds in heat-resistant, glass-like embeddings before cooling Tightly hard or hot foaming to form foam-glass, thermo-electroactive structures that are viscous at temperatures, are subject to a crystal-transforming, field-applied tempering process with internal crystallographic and external preferential polarization, whereby in the case of a rapidly expanding blowing process, the field strength is removed and immediately afterwards the just finished, still hot foam structure is undiminished, if necessary intensified until complete cooling,
  • - An unlimited number of suddenly triggered reversible formations between low-resistance semiconducting and high-resistance states of thermoelectroactive active phases ( 30 ) are possible, which consist of semiconducting chalcogenide glasses, which are binary, ternary and quaternary systems made of S, Se, Te, As and Cd, Zn , Fe, Bi, Ti, Cu, Ag and those based on some transition metal oxides such as. B. Cu 2 O and Fe 2 O 3 and that, these switching states corresponding conductivity levels towards visibly achievable semiconducting low-impedance with voltage pulses higher than 50 volts and the reversal into the high-resistance state can be achieved with adapted current pulses,
  • - ion cleaning and re-doping on crystal surfaces of natural compound semiconductors such as diaphragms, gloss and gravel are used to improve their thermoelectric and electrical properties,
  • - A modification-converting, primarily thermal post-formation of meltable and foamable, non-metallic thermoelectrics ( 3 ) with a view to the formation of electrical conductivity and the ability to develop a thermo-EMF (against other thermoelectrics ( 3 )) is carried out and accordingly thermoelectrics with property characteristics 3 ) like the meltable and foamable selenium, which immediately after foaming in a glassy-amorphous state and after tempering in a suitable temperature-maintaining range is transformed into a semimetallic, electrically conductive, durable thermoplastic with strong thermoelectric properties - undergoes this thermal reforming,
  • - Sulphidic compound semiconductors, such as galena, pyrite, chalcopyrite (gravel of sulfur) and other transition metal chalcogenides with suitable pyrite structures, are subjected to a thermo-chemical treatment which takes place under a thermal regime and which produces a crystallographic improvement in terms of purity, crystallinity and stoichiometry, with a doping which improves the thermoelectric properties thermoelectroactive grain sizes ( 17 ) of suitable degree of division can also be made from these compound semiconductors,
  • - hydrothermally or otherwise formed, ore-like apertures, luster and gravel, if necessary, complete the process of ion cleaning and subsequent doping, if high differential thermal forces that can be achieved justify this,
  • - On suitably density-differentiated, solidified surfaces of special metallic foams ( 10 ) or specially surface-pretreated, ver by means of transferring or synthesizing vapor phase transport with the addition of dopants via the intermediate stage of primary pyrrothine crystal synthesis, thermoelectrically preferred-oriented, doped polycrystalline pyrite layers are subsequently appropriately grown and anchored in a suitable manner Permanent magnetic fields grow as orienting pyrrhotin layers or crystals and, with lowering of the temperature, convert into preferred pyrite layers,
  • - The transmitted vapor phase transport to suitable or so pretreated metal foam, magnetite, carbon or silicon carbide or titanium nitride growth surfaces with the addition of dopants and 5.2 g bromine / liter of a highly diluted protective gas atmosphere made of hydrogen / argon within a magnetically flowable autoclave for p-conducting or n-conducting pyrite - absorbs undoped pyrite at approx. 800 degrees Celsius in a closed autoclave that can be flooded with magnetic fields and pyrrothin in doped at approx. 550 degrees Celsius on the surface of the metallic foam ( 10 ) or the aforementioned growth surfaces , separates in a preferred direction-oriented form and finally forms pyrite with a high differential thermal power due to a suitable, reversing temperature regime and with the same sequence but more mild conditions with iodine,
  • - the more aggressive vapor phase transport with chlorine different pretreatments of the surfaces of the still suitable metallic foams ( 10 ) is necessary or a chlorine-resistant thin titanium nitride intermediate layer obtained by laser sintering or waxing-up on the metal foam,
  • the synthesizing vapor phase transport with iron pentacarbonyl or dieisen nonacarbonyl and hydrogen sulfide can take place under sensitive conditions in reactions below 200 degrees Celsius without simultaneous doping entry,
  • - The synthesizing vapor phase transport under robust conditions at over 300 degrees Celsius with iron (II) chloride or iron (II) bromide or particularly gentle on the substrate with iron (II) iodide and hydrogen sulfide or from 450 degrees Celsius with sulfur and the aforementioned iron halides with doping input from the Vapor phase can take place
  • - for p-type doping with elements of the 5th main group or VII. sub-group and for n-type doping with elements of the VII. main group or VIII. sub-group,
  • - With regard to stoichiometry, in particular in the case of cheap pyrite and galena, in addition to other glosses, a sulfur treatment leads to the defect semiconductor and a vacuum treatment to the excess semiconductor and thus leads to the possibility of an immense increase in thermal EMF in an advantageous homojunction of these compound semiconductors with itself,
  • - In the incrustation for contact sintering ( 45 ) provided, still freely movable pre-expanded particles in front of the same, the superficial insertion of a ferromagnetic subparticle ( 44 ) takes place at an arbitrary point of the still resin-tough crust, the thermoelectric preferred direction being coordinated with a magnetic orientation of the Weiss's districts of the ferromagnetic subparticle ( 44 ), which transfers the same to the entire particle and that the overall alignment of the thermoelectroactive active phase of the particle, which is forced by magnetic and electrical field components, is formed in a free floating phase,
  • - After drying / hardening of the oriented particles, vibrate them under vibra tion and an easily producible penetrating magnetic Felkom component in a layering and aligning manner into ceramic hollow molds, after which they enter the contact sintering ( 45 ) under a flexible initial pressure,
  • - A total volume, homogeneous, thermoelectrically preferred, continuous growth formation ( 46 ) at least of the dense structures of some variants of large-sized, thermoelectroactive collector hoods ( 19 ) or certain thermoelectroactive end zones ( 34 ) which transition into a compressed state at their outer end, and in particular Ther moactive surfaces for direct p / n and n / p transitions can be achieved with the process of photopolymerization by intensely flooding and orienting polarizing, electric fields only thin, viscous, monomeric green films of thermoelectroactive pastes emerging from a slot nozzle after a regime-penetrating, ultraviolet or blue laser beam has been emitted, photopolymerization is started, with the external solidification chaining and crosslinking of the molecules of the base lacquer component only ending after the process of layering or winding up the green body films.
16. Vorrichtung nach Ansprüchen 9 und 2,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - ein unter Treibmitteldruck stehender, verdüsbarer thermoelektroaktiver Schaumleitlack (25) in Sprays bevorratet ist, mit allen düsengängigen Komponenten hinsichtlich der thermoelektroaktiven Korngrößen (17), Leit­ fähigkeitsvermittler (20), bis hin zu faserhaften Armierungen, welche leitfähigkeits- und festigkeitserhöhende Werte dem nach Düsenaustritt sich sofort durch das entspannende Treibmittel selbsttätig aufbauenden nichtmetallischen Schaum (31) verleihen, wobei das Treibmittel der Schäu­ mer (33) ist.
16. The device according to claims 9 and 2,
characterized in that:
  • - A pressurized, atomizable thermoelectroactive foam conductive varnish ( 25 ) is stored in sprays, with all nozzle-compatible components with regard to the thermoelectroactive grain sizes ( 17 ), conductivity mediator ( 20 ), up to fibrous reinforcements, which conductivity and strength-increasing values after the nozzle outlet give themselves immediately by the relaxing blowing agent self-building non-metallic foam ( 31 ), the blowing agent being the foamer ( 33 ).
17. Vorrichtung nach Ansprüchen 3, 2, 9, 10, 11 und 15,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - für indifferente Leitlacke (18) und indifferente Schaumleitlacke (24) fol­ gender Ansatz für eine Durchkontaktierende Wirkphase (26) neben anderen ge­ eigneten verwendet wird:
    wahlweise oder in äquivalenten Mischungsanteilen
    Silberpuder 54,4/Kupferpuder 46,2
    Wismutoxid 4,6; Borosilikat 2,7
    Kolophonium 8,3 Terpentin- und Treibmittelanteil insgesamt 30,0,
  • - Kupfer oder Silber in gleichkomponentigen Ansätzen substituiert wer­ den können durch Nickel, Aluminium und Titan und Zinn,
  • - als weitere Leitfähigkeitsvermittler (20) in modifizierbaren Ansätzen mit Epoxidharz oder Borosilikat Titannitrid, lithiumdotiertes Titandisulfid, Silbersulfid, Kupfersulfid, Magnetit und Hartbrandkohlepulver Verwendung finden,
  • - eindimensionale Leiter wie Polyazetylen, dotiertes und undotiertes Poly­ schwefelnitrid, Polyschwefelchlorid und andere geeignete, als hoch eigen­ leitende Lackgrundkomponenten für indifferente (18) und thermoelektroaktive Leitlacke (16) die Grundlage hergeben für eigenleitende dichte Strukturen und Schaumstrukturen, die nach Möglichkeit ein begleitendes nachformierendes Regime in elektrische Vorzugsrichtung orientiert,
  • - die in dichter Phase verbleibenden oder geschlossenzellige Schaumstrukturen mit ausbildenden Lackgrundkomponenten indifferenter und thermoelektroakti­ ver Leitlacke (18), (16), sowie die indifferenter und thermoaktiver Schaum­ leitlacke (24), (25) selbst elektrisch nichtleitend sein können - jedoch wegen besserer Entfaltung der Wirkphasen und eines insgesamt die dichten oder geschäumten Strukturen betreffenden höheren elektrischen Leitwerts vornehmlich elektrisch selbstleitend zu wählen sind - wobei im Falle fehlen­ der Eigenleitfähigkeit der Zusatz von ausreichend Leitfähigkeitsvermittlern (20) erfolgen muß, hingegen eine eigenleitende Lackgrundkomponente mit die­ sen ergänzt sein kann.
17. The device according to claims 3, 2, 9, 10, 11 and 15,
characterized in that:
  • - For indifferent conductive lacquers ( 18 ) and indifferent foam conductive lacquers ( 24 ), the following approach is used for a through-contact active phase ( 26 ) in addition to other suitable ones:
    optionally or in equivalent proportions
    Silver powder 54.4 / copper powder 46.2
    Bismuth oxide 4.6; Borosilicate 2.7
    Rosin 8.3 turpentine and blowing agent total 30.0,
  • Copper or silver in the same component batches who can be replaced by nickel, aluminum and titanium and tin,
  • are used as further conductivity mediators ( 20 ) in modifiable batches with epoxy resin or borosilicate titanium nitride, lithium-doped titanium disulfide, silver sulfide, copper sulfide, magnetite and hard coal powder,
  • - One-dimensional conductors such as polyacetylene, doped and undoped poly-sulfur nitride, poly-sulfur chloride and other suitable, highly intrinsically conductive basic lacquer components for indifferent ( 18 ) and thermo-electroactive conductive lacquers ( 16 ) provide the basis for intrinsically conductive, dense structures and foam structures, which, if possible, are accompanied by a reforming regime oriented in the preferred electrical direction,
  • - The remaining in the dense phase or closed-cell foam structures with basic lacquer components forming indifferent and thermoelectro-active conductive lacquers ( 18 ), ( 16 ), and the indifferent and thermoactive foam conductive lacquers ( 24 ), ( 25 ) themselves can be electrically non-conductive - but due to better development of the Active phases and a higher electrical conductivity, which affects the dense or foamed structures overall, are to be chosen primarily electrically self-conducting - although in the case of lack of self-conductivity, sufficient conductivity mediators ( 20 ) must be added, whereas an intrinsically conductive lacquer basic component can be supplemented with these.
18. Verfahren und Vorrichtung nach Ansprüchen 3, 9, 10, 11 und 15,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - für eine Glasphasenfixierung der durchkontaktierenden Wirkphasen (26) oder der thermoelektroaktiven Wirkphasen (30) in dichten Strukturen oder Schaum­ strukturen Glas- oder Frittenkomponente als schonende, niedrigschmel­ zende Borosilikatgrundlagen folgender Zusammensetzungsart in Frage kommen:
    73,8% PbO mit 11,2% B2O3, 14,3% SiO2, 0,2% Al2O3
    oder 73,4% PbO mit 20,0% B2O3, 6,6% SiO2
  • - nach Trocknungsvorgängen vorgegossener, viskoser ausgestrichener oder teigig ausgewalzter Grünschichten der gewählten Zusammensetzungen von
  • - Metallpulver aus Ein- und Mehrkomponentensystemen als Leitfähigkeitsvermittler (20)
    • - thermoelektroaktive Korngrößen (17)
    • - Glaspulver - Blei/Borsilikat
    • - organische Flußmittel zum Einstellen der Viskosität
    • - Plastifikatoren zur Benetzung und Reinigung einbringbarer metallischer Wärme-Kälte-Leiteinrichtungen (21)
    oder sonstiger Armierungen
    bei 100 bis 150 Grad Celsius anschließend eine homogen durchtemperier­ te Flüssigvorhaltephase bei 350 bis 500 Grad erzeugt und gehalten wird, die spontan mit induktivem-dielektrischem Energiestoß zur geschlossen­ zelligen Struktur eines nichtmetallischen Schaums (31) gebläht und gege­ benenfalls unter Durchflutung nachformierender Felder und ebensolcher be­ einflussender, galvanischer Ströme bis zum Erkalten nachformiert wird,
  • - eine Aufwachsformierung nach Anspruch 15 unter Auslassung von Laserlicht in analoger Weise sich mit dünnen aus flüssiger Vorhaltephase zu ziehen­ den Filmen und damit die Ausbildung unbegrenzt großer vorzugsausgerich­ teter thermoelektroaktiver Volumen gestattet, die an jeder denkbaren senk­ recht hierzu ausgeführten Schnittstelle Qualitäten für n/p- und p/n-Uber­ gänge liefern,
  • - die gegebenenfalls nachformierte, dichte, erkaltete Phase vorrichtungs­ gemäß ein hoch hitzebeständiger indifferenter oder thermoelektroaktiver (18) Leitlack (16) und die geblähte, erkaltete Phase demgemäß ein hoch hitzebeständiger, indifferenter (24) oder thermoelektroaktiver Schaumleitlack (25) auf Glas- oder Frittengrundlage ist,
  • - Alkalie - insbesondere Natriumsilikatzusatz die Ausbildung der Traptunne­ lung bei Normaltemperatur mit Überleitung zu beginnender Ionenleitung bei Temperaruren um 200 Grad Celsius erleichtert - wie auch eine sich selbst ausbildende Leitfähigkeits-Nachformierung, wenn kurz solche Arbeitstem­ peraturbereiche unter Stromspannung durchfahren wurden,
  • - Sonderformen glasartiger Strukturen ausbildbar sind mit halbleitenden Chalcogenidgläsern nach Anspruch 15, die von sich aus eine durch Span­ nungsstöße höher 50 Volt zuschaltbare und durch angepaßte Stromstöße ab­ schaltbare thermoelektroaktive Wirkphase (30) darstellen.
18. The method and device according to claims 3, 9, 10, 11 and 15,
characterized in that:
  • - For a glass phase fixation of the through-contacting active phases ( 26 ) or the thermoelectroactive active phases ( 30 ) in dense structures or foam structures, glass or frit components can be used as a gentle, low-melting borosilicate base of the following composition:
    73.8% PbO with 11.2% B 2 O 3 , 14.3% SiO 2 , 0.2% Al 2 O 3
    or 73.4% PbO with 20.0% B 2 O 3 , 6.6% SiO 2
  • - After drying processes, pre-cast, viscous spread or pasty-rolled green sheets of the selected compositions of
  • - Metal powder from single and multi-component systems as conductivity mediators ( 20 )
    • - thermoelectroactive grain sizes ( 17 )
    • - glass powder - lead / borosilicate
    • - Organic flux to adjust the viscosity
    • - Plasticizers for wetting and cleaning of insertable metallic heat and cold control devices ( 21 )
    or other reinforcements
    at 100 to 150 degrees Celsius, a homogeneously tempered liquid storage phase at 350 to 500 degrees is then generated and spontaneously inflated with inductive-dielectric energy to the closed-cell structure of a non-metallic foam ( 31 ) and, if necessary, flooded with re-forming fields and the like Influencing galvanic currents are reformed until they cool,
  • - A wax-up formation according to claim 15 with the omission of laser light in an analogous manner with thin films from the liquid retention phase and thus the formation of unlimited large, preferably aligned, thermoelectroactive volumes which, at every conceivable perpendicularly executed interface, have qualities for n / p- and deliver p / n transitions,
  • - The possibly reformed, dense, cooled phase device according to a highly heat-resistant indifferent or thermoelectroactive ( 18 ) conductive varnish ( 16 ) and the blown, cooled phase accordingly a highly heat-resistant, indifferent ( 24 ) or thermoelectroactive foam conductive varnish ( 25 ) on a glass or frit basis is
  • - Alkaline - especially sodium silicate additive facilitates the formation of the trap tunnel at normal temperature with conduction at the beginning of ion conduction at temperatures of around 200 degrees Celsius - as well as a self-developing conductivity reforming if briefly such working temperature ranges were passed through under voltage,
  • - Special forms of glass-like structures can be formed with semiconducting chalcogenide glasses according to claim 15, which can be switched on by voltage surges higher than 50 volts and by adapted current surges switchable thermoelectroactive active phase ( 30 ).
19. Verfahren und Vorrichtung nach Ansprüchen 3, 6 und vorhergehenden,
gekennzeichnet dadurch, daß:
  • - mikrokristallines Silizium aus aluminothermischem Prozeß mit Ausgangs­ stoffen Rein-Aluminiumgrieß, Kaliumfluorosilikat oder verunreinigungs­ freiem Quarzstaub als effiziente thermoelektroaktive Korngröße (17) für ther­ moelektroaktive Kollektorhauben (19), thermoelektroaktive Leitlacke (16), thermoelektroaktive Schaumleitlacke (25) oder als pulverförmiges verpreß­ bares Thermoelektrikum (3) gewonnen wird,
  • - die aluminothermische Reduktion eines Gemisches aus 125 Teilen Aluminium­ grieß und 40 Teilen reinem Kaliumfluorosilikat zu reinem kristallisiertem Silizium mit Verwendungsfähigkeit in thermoelektrischen Anordnungen führt und durch Erhitzen einer gegen äußere Atmosphäre hermetisierten Verpressung dieses Gemisches auf 700 Grad Celsius, Abkühlung des Reaktionsgutes und Aus­ waschen mit reiner Salzsäure und destilliertem Wasser erhältlich ist, wobei die Kristallfraktion verbesserte thermoelektrische Eigenschaften durch Erhitzen mit Dotierungsstoffen unter Luftabschluß bekommt,
  • - für eine p-Dotierung in aluminothermischen Ansätzen eine geringe, gut ver­ teilte Menge Bortrioxid, Borosilikat oder Borsäure,
    für eine n-Dotierung eine geringe gut verteilte Menge Aluminiumorthophosphat, Aluminiumdiphosphat oder Aluminiummetaphosphat nach fachmännischem Ermessen zu berücksichtigen ist,
  • - Borhydride für nachträgliche p-Dotierung, roter Phosphor, gelber fester Phosphorwasserstoff für nachträgliche n-Dotierung des durch Reduktionsvor­ gang erhaltenen mikrokristallinen Siliziums geeignet sind, wobei vor der thermischen Nachbehandlung im Temperaturbereich 900-1100 Grad Celsius die Erfordernisse einer Abdichtung, eines hohen Verteilungsgrades, richtiger Verteilungsmenge und danach die Stabilisierung der sich prozeßmäßig ausbildenden Schutzgasatmosphäre während der Abkühlung der fertig dotierten Charge nach fachmännischem Handeln zu gewährleisten sind,
  • - aluminothermische Reduktion von Quarzstaub und Aluminium in Verpressung und ebensolche Reduktion von Quarzstaub mit Magnesium in Verpressung zu Silizium führt, wobei ein fachmännisch zu bemessender Überschuß von Quarz­ staub oder eine Zugabe von Magnesiumoxid die Bildung von siliziumaufzehren­ dem Magnesiumsilizid unterbindet,
  • - die Reduktion von Quarz mit Kohle im elektrischen Ofen zu technisch reinem, die Reduktion von Siliziumtetrachlorid, -bromid, -jodid zu sehr reinem Sili­ zium führt,
  • - die aluminiothermisch sowie durch Quarz-Kohle-Reduktion gewonnenen Sili­ ziumqualitäten in ihren thermoelektrischen Eigenschaften noch verbesserbar sind durch Auflösen in flüssigem Aluminium mit anschließendem Wiederauskri­ stallisieren, wobei ein ausgeprägter größerer Kristalltyp wesentlich größe­ rer Reinheit erhältlich ist.
19. The method and device according to claims 3, 6 and preceding,
characterized in that:
  • - Microcrystalline silicon from aluminothermic process with raw materials pure aluminum powder, potassium fluorosilicate or contamination-free quartz dust as an efficient thermoelectroactive grain size ( 17 ) for thermoelectroactive collector hoods ( 19 ), thermoelectroactive conductive lacquers ( 16 ), thermoelectroactive foam conductive lacquers ( 25 ) or as a powdered powder ( 3 ) is obtained
  • - The aluminothermic reduction of a mixture of 125 parts of aluminum powder and 40 parts of pure potassium fluorosilicate leads to pure crystallized silicon which can be used in thermoelectric arrangements and by heating a mixture hermetically sealed against the outside atmosphere to 700 degrees Celsius, cooling the reaction material and washing with pure Hydrochloric acid and distilled water is available, the crystal fraction receiving improved thermoelectric properties by heating with dopants in the absence of air,
  • for p-doping in aluminothermic batches, a small, well-distributed amount of boron trioxide, borosilicate or boric acid,
    for n-doping, a small, well-distributed amount of aluminum orthophosphate, aluminum diphosphate or aluminum metaphosphate must be taken into account according to professional judgment,
  • - Borohydrides for subsequent p-doping, red phosphorus, yellow solid phosphorus hydrogen for subsequent n-doping of the microcrystalline silicon obtained by the reduction process are suitable, the requirements of sealing, a high degree of distribution before the thermal aftertreatment in the temperature range 900-1100 degrees Celsius, correct distribution quantity and then the stabilization of the protective gas atmosphere that is formed during the process during cooling of the finished doped batch must be ensured according to professional action,
  • aluminothermic reduction of quartz dust and aluminum in compression and the same reduction of quartz dust with magnesium in compression leads to silicon, an excess of quartz dust which can be measured in a professional manner or the addition of magnesium oxide preventing the formation of silicon consumables from the magnesium silicide,
  • - the reduction of quartz with coal in the electric furnace to technically pure, the reduction of silicon tetrachloride, bromide, iodide leads to very pure silicon,
  • - The aluminothermic and quartz-carbon reduction silicon qualities in their thermoelectric properties can still be improved by dissolving in liquid aluminum with subsequent recrystallization, a distinctly larger crystal type of substantially greater purity being available.
20. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet dadurch, daß das mit Latentspeichermitteln beinhaltete Zellen der Schaumstruktur der Brücken­ elektroden (13) bei der verkittenden Profilkontaktierung (39) und der thermischen Leitprofilkontaktierung (40) thermische Angebote zu speichern und für nachhaltige thermoelektrische Wandlung wieder abzugeben in der Lage sind.20. The apparatus according to claim 14, characterized in that the cells containing the latent storage means of the foam structure of the bridge electrodes ( 13 ) in the cementing profile contacting ( 39 ) and the thermal guide profile contacting ( 40 ) to save thermal offers and to deliver them again for sustainable thermoelectric conversion are able.
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