RU97117887A

RU97117887A - Литая пластина, изготовленная из термоэлектрического материала, прямоугольный брусок, вырезанный из литой пластины и способ изготовления литой пластины

Info

Publication number: RU97117887A
Application number: RU97117887/09A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Белов; Маекава Нобутеру
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "НПО. КРИСТАЛЛ"; Мацушита Электрик Уорк, Лтд.
Priority date: 1997-01-09
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 1999-08-10

Claims

1. Литая пластина, изготовленная из термоэлектрического материала, обладающего спайностью, при этом названная пластина имеет достаточно параллельные противолежащие верхнюю и нижнюю грани, противолежащие продольные грани, и противолежащие боковые грани, отличающаяся тем, что имеет слоистую структуру с достаточно параллельными плоскостями спайности (от X1 до Хn; от Y1 до Yn), что почти все из названных плоскостей спайности, выходящие на названные противолежащие торцевые грани, отклонены на первый угол наклона плоскостей спайности, величина которого не превышает 26,4° по отношению к названным верхней и нижней граням, и что почти все из названных плоскостей спайности, выходящие на названные боковые грани, отклонены на второй угол наклона плоскостей спайности, величина которого не превышает 10° по отношению к названным верхней и нижней граням.

2. Литая пластина по п. 1, отличающаяся тем, что величина названного первого угла наклона плоскостей спайности не превышает 10^o, а величина названного второго угла наклона плоскостей спайности не превышает 5°.

3. Литая пластина по п.1, отличающаяся тем, что процесс кристаллизации этой пластины идет в направлении практически перпендикулярном названным продольным торцевым граням и практически параллельном названным противолежащим верхней и нижней граням
4. Литая пластина по п.1, отличающаяся тем, что термоэлектрический материал, обладающий спайностью, из которого состоит литая пластина, включает элементы А_v и В_vi, где А_v и B_vi - это элементы, подобранные соответствующим образом из V и VI групп Периодической системы элементов Менделеева.

5. Литая пластина по п.1, отличающаяся тем, что максимальная величина относительной деформации перед разрушением в названной пластине составляет не менее 0,5%, а термоэлектрическая эффективность по индексу Z составляет не менее 2,7•10^-3 К^-1, что определяется по следующей формуле:

где α - коэффициент термоэдс (Вольт/Кельвин);
σ - удельная электрическая проводимость (См/м);
k - удельная теплопроводность (Вт/м•К).

6. Прямоугольный брусок (20), вырезанный из названной литой пластины по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что имеет противолежащие верхнюю и нижнюю стороны, противолежащие стороны и противолежащие торцы, при этом названные противолежащие стороны образованы плоскостями резания, по которым названная литая пластина разрезается на названные бруски, при этом названный брусок образован с не менее, чем одним электропроводящим слоем на названных противолежащих сторонах.

7. Прямоугольный брусок по п.6, отличающийся тем, что каждая из названных противолежащих сторон имеет форму прямоугольника с длиной стороны (L), расположенной между противолежащими торцами, и шириной (W) стороны, расположенной между верхней и нижней сторонами, при этом названный электропроводящий слой образует электрод длиной (Е) и расположен по центру на каждой из названных противолежащих сторон таким образом, чтобы оставалась свободная область на продольной части каждой из названных противолежащих сторон, при этом протяженность названного электрода (Е) по крайней мере в два раза больше названной ширины (W), а названная длина (L) по крайней мере в пять раз больше названной ширины (W).

8. Прямоугольный брусок по п.6, отличающийся тем, что один из названных электропроводящих слоев изготовлен из материала, подобранного из первой группы элементов, в состав которой входят Pb-Sn, Bi-Sn, Sb-Sn, Sn и Au, другой электропроводящий слой изготовлен из материала, подобранного из второй группы элементов, в состав которой входят Ni и Аl, при этом данный слой располагается под первым электропроводящим слоем, а следующий электропроводящий слой изготовлен из материала, подобранного из третьей группы элементов, в состав которой входят Мо и W, при этом данный слой располагается под названным вторым электропроводящим слоем
9. Способ изготовления литой пластины по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что используют форму с плоской полостью, заливным отверстием с одной продольной стороны названной полости, и по крайней мере одной протяженной прорезью, идущей от другой продольной стороны названной полости в направлении от названной полости, которая заканчивается на дальнем конце прорези в теле формы, при этом названный способ включает следующие этапы: введение расплавленного полупроводникового материала в названную плоскую полость через названное заливное отверстие и распространение названного расплавленного материала по названной прорези до названного дальнего конца прорези; обеспечение начала кристаллизации названного расплавленного материала на названном дальнем конце прорези и распространения кристаллизации этого материала по длине прорези, при этом кристаллизация материала плоской пластины, изготавливаемой в названной полости, проходит в продольном направлении названной полости; извлечение названной литой пластины из названной полости после завершения процесса кристаллизации.

10. Способ изготовления литой пластины по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что используют форму с плоской полостью, заливное отверстие с одной продольной стороны названной полости, и по крайней мере одна протяженная прорезь, идущая от другой продольной стороны названной полости в направлении от названной полости, которая заканчивается на дальнем конце прорези в теле формы, при этом названный способ включает следующие этапы: введение расплавленного полупроводникового материала в названную плоскую полость через названное заливное отверстие и распространение названного расплавленного материала по названной прорези до названного дальнего конца прорези; обеспечение начала кристаллизации названного расплавленного материала на названном дальнем конце прорези и распространения кристаллизации этого материала по длине прорези, при этом кристаллизация материала плоской пластины, изготавливаемой в названной полости, проходит преимущественно в продольном направлении названной полости, извлечение названной литой пластины из названной полости после завершения процесса кристаллизации; разрезание названного слитка по плоскостям, расположенным перпендикулярно названному направлению кристаллизации на множество удлиненных прямоугольных брусков с противолежащими верхней и нижней гранями, противолежащими сторонами и противолежащими торцами, при этом названные противолежащие стороны образованы названными плоскостями, по которым названная литая пластина разрезается на названные бруски.

11. Способ изготовления литой пластины по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что используют форму с плоской полостью, заливным отверстием с одной продольной стороны названной полости, и с по крайней мере одной протяженной прорезью, идущая от другой продольной стороны названной полости в направлении от названной полости, которая заканчивается на дальнем конце прорези в теле формы, при этом названный способ включает следующие этапы: введение расплавленного полупроводникового материала в названную плоскую полость через названное заливное отверстие и распространение названного расплавленного материала по названной прорези до названного дальнего конца прорези; обеспечение начала кристаллизации названного расплавленного материала на названном дальнем конце прорези и распространения кристаллизации этого материала по длине прорези, при этом кристаллизация материала плоской пластины, изготавливаемой в названной полости, проходит преимущественно в продольном направлении названной полости; извлечение названной литой пластины из названной полости после завершения процесса кристаллизации; разрезание названного слитка по плоскостям, расположенным перпендикулярно названному направлению кристаллизации на множество удлиненных прямоугольных пластин с противолежащими верхней и нижней гранями, противолежащими сторонами и противолежащими торцами, при этом названные противолежащие стороны образованы названными плоскостями, по которым названная литая пластина разрезается на названные бруски; создание электропроводящих слоев соответственно на названных противолежащих гранях названного бруска; разрезание названного бруска с электропроводящими слоями на множество кристаллов, при этом каждый из кристаллов снабжен парой электродов, полученных из названных электропроводящих слоев с противоположных концов названного направления роста зерна.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что названная прорезь имеет просвет, одна сторона которого сообщается с названной полостью по толщине названной полости.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что названная прорезь имеет просвет, одна сторона которого сообщается с названной полостью, а толщина названной прорези уменьшается в направлении от названного просвета к ее дальнему концу.