ИСТИНА

Среди термоэлектрических материалов нового поколения, предназначенных для преобразования отработанного техногенного тепла в электроэнергию, особое место занимают клатраты и клатратоподобные вещества. Они эффективны в среднетемпературном диапазоне и находят ограниченное применение в автономных источниках питания малой мощности и устройствах охлаждения рабочих мест в горячих цехах. Более широкому применению устройств на основе термоэлектрических клатратов препятствует недостаточная эффективность последних, поэтому в настоящее время существует задача оптимизации термоэлектрической добротности клатратов и их аналогов. Возможным направлением решения поставленной задачи является переход от традиционных клатратов 1го и 2го структурного типов к клатратам и клатратоподобным веществам с редко встречающейся кристаллической структурой. Подход к решению задачи основан на тщательном изучении транспортных свойств и соотнесении их с особенностями кристаллической структуры. Особенности транспорта в термоэлектрических клатратах таковы, что одним из важных факторов является фазовая чистота и керамическая плотность исследуемого образца. В связи с этим ставится частная задача разработки методов синтеза необычных неорганических клатратов и их аналогов и разработка методов их компактирования с применением искрового плазменного спекания.

Исследования проводятся с общей целью разработки методов синтеза однофазных образцов и получения плотной керамики клатратов нетипичного строения и клатратоподобных веществ для последующего исследования свойств, связанных с их термоэлектрической добротностью.

Работа основана на предыдущих исследованиях, основное содержание которых опубликовано в статьях: 1) V.V. Novikov, K.S. Pilipenko, A.V. Matovnikov, N.V. Mitroshenkov, B.I. Kornev, M.S. Likhanov, A.S. Tyablikov, A.V. Shevelkov. Dynamics of the Crystal Structure of Tin-Based Type-I Clathrates with Different Degree of Disorder in their Cationic Frameworks. Phys. Chem. Chem. Phys., 2017, 19, 27725–27730 2) 162. V. V. Novikov, A. V. Matovnikov, N. V. Mitroshenkov, B. I. Kornev, K. S. Pilipenko, M. S. Likhanova, and A. V. Shevelkov. Structural irregularities and peculiarities of low-temperature thermal properties of Sn24P19.4Br8 clathrate. Dalton Trans., 2017, 46, 9110-9117.

Установлено, что для получения плотной керамики Eu7Cu44As13Sb10 применим метод ИПС, при температуре 773 К и давлении 70 МПа получается однофазная плотная керамика с плотностью 90-91 %. В то же время, условия для получения плотной керамики Eu7Cu44Sb23-z не установлены, что связано с разложением образца при приложении давления, вероятно, ввиду снижения прочности каркаса под влиянием вакансий в подструктуре сурьмы.