سنتز مواد ترموالکتریک به روش آلیاژ سازی مکانیکی

در این تحقیق خواص ترموالکتریکی اکسید روی و اثر افزودن اکسید آلومینیوم، اکسید تیتانیوم و ایلمنیت بر این خواص بررسی شد. نمونه ها به صورت پودر و به وسیله آسیاکاری مکانیکی مخلوط شده و پس از پرس به مدت 20 ساعت در دمای 1400درجه سانتیگراد زینتر و سپس در کوره خنک شدند. میزان تخلخل نمونه ها به روش ارشمیدس اندازه گیری شد. نمونه ها در حداکثر اختلاف دمای حدود 310 درجه در دو سمت خود قرار گرفتند و ولتاژ تولیدی آنها، مقاومت و رسانایی الکتریکی، ضریب زیبک و فاکتور نیروی آنها بررسی شد. نتایج نشان داد که بهترین افزودنی در بین سه ماده اضافه شده، اکسید تیتانیوم بود که در میزان 5 درصد وزنی، نمونه ها ولتاژی برابر با 190 میلی ولت تولید کردند. نمونه های حاوی اکسید آلومینیوم ولتاژ مناسب و بالطبع ضریب زیبک بالایی داشتند ولی رسانایی الکتریکی آنها کم بود که سبب افت شدید فاکتور نیرو در آنها می شد. نمونه های حاوی ایلمنیت ولتاژ کم و رسانایی الکتریکی کمی داشتند و برای افزایش بازدهی ترموالکتریکی اکسید روی مناسب نبودند. روش تولید نمونه ها برای نمونه های حاوی اکسید آلومینیوم مناسب نبود و تخلخل زیادی در آنها به وجود می آورد که مطمئنا یکی از اصلی ترین دلایل رسانایی پایین این نمونه ها نیز همین مورد بوده است. برای زینترینگ نمونه ها برای کاربرد به عنوان ماده ترموالکتریک، معمولا از روش هایی مثل پرس گرم و sps استفاده می شود تا تخلخل نمونه به حداقل برسد.