Исследование давления насыщенного пара твердого раствора Bi2Te3-Bi2Se3 и твердого раствора с легирующей добавкой | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 30 октября, печатный экземпляр отправим 3 ноября.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Исследование давления насыщенного пара твердого раствора Bi2Te3-Bi2Se3 и твердого раствора с легирующей добавкой / Д. К. Юлдашалиев, Я. У. Усмонов, Т. А. Ахмедов [и др.]. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 13 (303). — С. 1-4. — URL: https://moluch.ru/archive/303/68343/ (дата обращения: 16.10.2021).



В работе показаны результаты исследований и разработок по получению легированного материала Bi2Te3-Bi2Se3 с новой легирующей добавкой. Для того, чтобы определить, как повлияла эта добавка на изменение упругости пара Bi2Te3-Bi2Se3, были проведены измерения упругости пара легированного материала.

Ключевые слова: термоэлемент, рабочая температура, легирующая добавка, давление насыщенного пара, Bi2Te3- Bi2Se3.

In this work, show results about science works and technologies for getting ligate material Bi2Te3-Bi2Se3 with new pluses. For descriptive, how did in this situation this pluses and for control pliability of the Bi2Te3-Bi2Se3 was new works for control this pliability in other materials this it.

Keywords: term element, work temperature, ligates pluses, saturated steam pressure, Bi2Te3- Bi2Se3.

Верхний передел рабочей температуры термоэлемента определяется упругостью паров термоэлектрического материала. В настоящем исследовании был разработан материал Bi2Te3-Bi2Se3, легированный новой соединяемой с ним добавкой.

Исследование проводились эффузионным методом Кнудсона [1, 4] по потере веса камеры с веществом.

  1. Твердый раствор Bi2Te3- Bi2Se3 сновой легирующей добавкой

Давление пара Bi2Te3-Bi2Se3 с легирующей добавкой измерено в интервале 703–8230К. Испаряемый материал содержал 80 % моль Bi2Te3 и 20 % моль Bi2Se3, и 0,04 % весовой легирующей добавкой аммоний йодистый. Испарение материала осуществлялось в кварцевой эффузионной камере, калиброванной по хлористому калию.

Изменение состава сплавов во время опыта не учитывалось, так как полная потеря вещества после завершения всей серии измерений с одним составом не превышала 0,5 % веса. Для каждого опыта по потере веса в эффузионной камере рассчитывалось количество испарившегося теллурида висмута и селенида висмута. Результаты исследования представлены в ниже приведённой таблице 1.

Таблица 1

Результаты измерения парциального давления пара теллурида висмута иселенида висмута над сплавом 80% моли Bi2Te3–20% моли Bi2Se3

Интервал

Измерения 0К

1/Т*103

1/К0

Время,

сек.

Bi2Te3

Bi2 Se3

Потери ввесе,

m∙104г

Давление пара, Р

мм.рт.ст

𝓁g Р,

мм.рт.ст.

Потери ввесе,

m∙104г/

Давление пара, Р

мм. рт. ст

𝓁gР,

мм.рт.ст.

703

1,420

14400

3,32

1,26∙10–4

3,8995

0,63

2,82∙10–4

4,5498

723

1,380

10800

6,64

3,72∙10–4

3,4295

1,36

7,70∙10–4

4,1135

743

1,347

14400

16,00

6,23∙10–4

3,2055

4,00

1,72∙10–4

3,7645

763

1,310

9000

23,24

1,47∙10–4

2,8327

4,76

3,31∙10–4

3,4802

783

1,277

7200

41,5

3,31∙10–4

2,4802

8,5

7,52∙10–4

3,1238

803

1,245

7200

119,52

0,97∙10–4

2,0132

24,48

2,19∙10–4

2,6595

823

1,215

7200

343,74

2,57∙10–4

1,5901

64,26

5,79∙10–4

2,2373

По результатам измерений рассчитано парциальное давление паров и получены следующие уравнения:

gPмм.рт.ст = + 11,71 (Bi2Te3) (1)

g Pмм.рт.ст = + 11,916 (Bi2Se3) (2)

Графический зависимость= f(1/T) для парциальных давлений теллурида висмута и селенида висмута с легирующей добавкой представлена на рис.1.

𝓁gP,

мм.рт.ст.

Рис. 1. Давление насыщенного пара Bi2Te3- Bi2Se3, NH4J в интервале температур 703–8230С. 1-для чистого Bi2Te3- Bi2Se3 [2]. 2-по нашим данным

  1. Твердый раствор слегирующей добавкой

Одним из способов легирования тройного сплава является предварительное изготовление лигатуры путем сплавления теллура с легирующей добавкой. Легированной теллур использовался в далнейшем для приготовления шихты тройного сплава. Для оценки испарения такого теллура в процессе сплавления шихты необходимо знать давление его насыщенного пара.

Для определения давления насыщенного пара теллура, легирванного новой легирующей добавкой, был сплавлен теллур с легирующей добавкой в количестве 0,01 % веса. Измерение проводились в интервале температур 593–6830 К [3]. Результаты исследований приводятся в таблице 2.

Таблица 2

Интервал

измерения 0К

1/Т*103

1/К0

Время,

сек.

Потери ввесе,

m∙104г

Давление пара,Р

мм.рт.ст

𝓁gР,

мм.рт.ст

593

1,686

7200

0,0012

0,204

2,7904

603

1,658

7200

0,0028

0,496

2,6036

613

1,347

10800

0,0039

0369

2,433

623

1,605

10200

0,0184

1,170

1,932

633

1,580

10800

0,0080

0,769

2,11

643

1,555

12600

0,0265

2,201

1,657

653

1,531

10800

0,0272

2,656

1,576

663

1,506

10800

0,0472

4,644

1,333

673

1,486

10800

0,059

5,848

1,233

683

1,464

10800

0,0654

6,531

1,185

По результатам измерений расчитано парциальное давление паров и получено уравнение:

g Pмм.рт.ст = + 10,112 (3)

Графический зависимость gP=f(1/T) для парциальных давлений теллура с легирующей добавкой представлена на рис.2.

Обсуждение результатов

Из полученных результатов следует, что графическая зависимость для парциальных давлений висмута и селенида висмута с добавкой (рис.1) хорошо согласуется, он также был получен в работе [3] для чистого теллурида висмута и селенида висмута. Согласно кривым, представленным на рис.1 можно сделать вывод, что сплавления малых количеств легирующих добавок с шихтой тройного сплава приводит к незначительному изменению давления насыщенного пара твёрдых растворов. Исследование давления, насыщенного пара теллурида с добавкой к чистому теллуру не сказывает заметного изменения давления насыщенного пара теллура.

𝓁gP,

мм.рт.ст.

Рис. 2. Давление насыщенного пара твёрдого теллура с легирующей добавкой в интервале температур 5930–6830К. 1- для чистого материала [2]. 2- по нашим данным

Проведённые исследования показали, что испарение твёрдых растворов Bi2Te3-Bi2Se3 с легирующей добавкой, при рабочей температуре термоэлемента, незначительно, и оно не может препятствовать использованию их в качестве рабочих тел термо-электорогенератора. Использование лигатуры теллурида возможно при получения легированных сплавов Bi2Te3-Bi2Se3, т. к. упругость пара лигатуры практически не отличается от упругости пара чистого теллура.

Литература:

  1. Knudsen.M. J.Ann.Phys, 1969, 28, C.75.
  2. Горбов.М.И., Крестовников А. Н.-Изв. АН Россия. Серия неоргонические материалы, 1966, 2, № 9, С.1702.
  3. Устюгов Г. П., Вигдорович Е. Н.- Изв. АН Россия. Серия неоргонические материалы, 1969, 5, № 1, С.166.
  4. Горлек С. С., Лашевский М. Я., Материаловедение полупроводников и диэлектириков: Учебник для вузов. -М.: МИСиС, 2003.
Основные термины (генерируются автоматически): легирующая добавка, насыщенный пар, давление пара, интервал температур, тройной сплав, парциальное давление паров, рабочая температура термоэлемента, результат измерений, твердый раствор, чистый теллур.


Ключевые слова

давление насыщенного пара, термоэлемент, рабочая температура, легирующая добавка, Bi2Te3- Bi2Se3

Похожие статьи

Определение активности компонентов в биметаллическом расплаве

Рис.1. Давление насыщенных паров рассчитанных по условию идеального раствора и

Активность определяем «относительно» чистого компонента давления насыщенного пара

Линия на рис.1 представляет собой реальное парциальное давление пара над раствором Mg...

Идентификация теплонапряженного состояния конструкции...

Показано применение решений граничных обратных задач теплопроводности (ОЗТ) для определения температурных поля цилиндра высокого давления (ЦВД) паровых турбин. Исходной информацией для решения явились экспериментальные данные пусковых операций...

Изменение структуры и состава нитридного слоя при...

При постоянной температуре и давлении константа равновесия будет постоянной, поэтому уравнение (2) можно

Линия на рис.1 представляет собой реальное парциальное давление пара над раствором Mg – Pb, а линия «условно принятый» (не существующий) идеальный.

p, v, T — данные однокомпонентных углеводородных хладагентов

В таблице 1 приведены результаты численного исследования давления насыщенного пара н-бутана и пропана. Расчеты проведены при МПа, К. С увеличением температуры повышается давление паров н-бутана, пропана. Из таблицы видно, что среднеквадратические отклонения...

Исследование влияния температуры на вязкостные...

Данные результаты позволяют сделать вывод, что авиационное масло МС-8П обладает лучшими вязкостно-температурными характеристиками.

− Исследование зависимости плотности масел марок МС-8П и МС-20 в интервале температур от -10 до 150°С

Закономерности теплообмена при кипении рабочего вещества...

В опытах температура насыщения смеси устанавливалась от -20 oC до +5 oC, соответственно рн = 400 кПа - 931 кПа, плотность теплового потока q изменялась от 1 до 20 кВт/м2.

Рис.4. График αм/α = f(ξм) при кипении на трубах №3 и №5 при qвн = 15 кВт/м2 и разных давлениях.

Разработка адаптивной системы регулирования давления пара на...

Регулирование давления пара на выходе котла. В каждый момент времени в топке котла должно сгорать столько топлива, чтобы количество пара, вырабатываемое котельным агрегатом, соответствовало количеству потребляемого пара, т.е. внешней нагрузке котла.

Экспериментальные исследования температурных зависимостей...

При утилизации продукции нефтешламовых амбаров и донных отложений основной проблемой является их высокая вязкость. Одним из способов понижения вязкости — повышение температуры среды.

Сорбция паров воды и поровые характеристики полученных...

где p- равновесное давление пара сорбата над сорбентом; p0- давление насыщенного пара сорбата при той же температуре

Теплота чистой адсорбции Еадс (ккал·моль-1) вычисляется по уравнению

Результаты определения поровой характеристики сополимеров приведены в табл. 1.

Похожие статьи

Определение активности компонентов в биметаллическом расплаве

Рис.1. Давление насыщенных паров рассчитанных по условию идеального раствора и

Активность определяем «относительно» чистого компонента давления насыщенного пара

Линия на рис.1 представляет собой реальное парциальное давление пара над раствором Mg...

Идентификация теплонапряженного состояния конструкции...

Показано применение решений граничных обратных задач теплопроводности (ОЗТ) для определения температурных поля цилиндра высокого давления (ЦВД) паровых турбин. Исходной информацией для решения явились экспериментальные данные пусковых операций...

Изменение структуры и состава нитридного слоя при...

При постоянной температуре и давлении константа равновесия будет постоянной, поэтому уравнение (2) можно

Линия на рис.1 представляет собой реальное парциальное давление пара над раствором Mg – Pb, а линия «условно принятый» (не существующий) идеальный.

p, v, T — данные однокомпонентных углеводородных хладагентов

В таблице 1 приведены результаты численного исследования давления насыщенного пара н-бутана и пропана. Расчеты проведены при МПа, К. С увеличением температуры повышается давление паров н-бутана, пропана. Из таблицы видно, что среднеквадратические отклонения...

Исследование влияния температуры на вязкостные...

Данные результаты позволяют сделать вывод, что авиационное масло МС-8П обладает лучшими вязкостно-температурными характеристиками.

− Исследование зависимости плотности масел марок МС-8П и МС-20 в интервале температур от -10 до 150°С

Закономерности теплообмена при кипении рабочего вещества...

В опытах температура насыщения смеси устанавливалась от -20 oC до +5 oC, соответственно рн = 400 кПа - 931 кПа, плотность теплового потока q изменялась от 1 до 20 кВт/м2.

Рис.4. График αм/α = f(ξм) при кипении на трубах №3 и №5 при qвн = 15 кВт/м2 и разных давлениях.

Разработка адаптивной системы регулирования давления пара на...

Регулирование давления пара на выходе котла. В каждый момент времени в топке котла должно сгорать столько топлива, чтобы количество пара, вырабатываемое котельным агрегатом, соответствовало количеству потребляемого пара, т.е. внешней нагрузке котла.

Экспериментальные исследования температурных зависимостей...

При утилизации продукции нефтешламовых амбаров и донных отложений основной проблемой является их высокая вязкость. Одним из способов понижения вязкости — повышение температуры среды.

Сорбция паров воды и поровые характеристики полученных...

где p- равновесное давление пара сорбата над сорбентом; p0- давление насыщенного пара сорбата при той же температуре

Теплота чистой адсорбции Еадс (ккал·моль-1) вычисляется по уравнению

Результаты определения поровой характеристики сополимеров приведены в табл. 1.

Задать вопрос