RU2457583C2 - Thermoelectric nanocomposite, method of making nanocomposite and use of nanocomposite - Google Patents
Thermoelectric nanocomposite, method of making nanocomposite and use of nanocomposite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2457583C2 RU2457583C2 RU2010139883/28A RU2010139883A RU2457583C2 RU 2457583 C2 RU2457583 C2 RU 2457583C2 RU 2010139883/28 A RU2010139883/28 A RU 2010139883/28A RU 2010139883 A RU2010139883 A RU 2010139883A RU 2457583 C2 RU2457583 C2 RU 2457583C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- ceramic
- nanocomposite
- carbon material
- thermoelectric
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
1. Область техники1. The technical field
Настоящее изобретение относится к термоэлектрическому нанокомпозиту, способу изготовления термоэлектрического нанокомпозита и применению нанокомпозита.The present invention relates to a thermoelectric nanocomposite, a method for manufacturing a thermoelectric nanocomposite, and the use of a nanocomposite.
2. Предпосылки создания изобретения2. Background of the invention
Лучшие традиционные термоэлектрические (TE) материалы, используемые для систем преобразовании теплоты в электроэнергию, имеют термоэлектрический показатель добротности ZT=S2σT/k приблизительно 1 (S - коэффициент термоэдс, σ - электрическая проводимость, k - удельная теплопроводность, T - средняя температура термоэлектрического устройства с термоэлектрическими материалами). Это ограничивает практические применения, где требуется ZT>2,5.The best traditional thermoelectric (TE) materials used for converting heat into electricity have a thermoelectric figure of merit ZT = S 2 σT / k of about 1 (S is the coefficient of thermoelectric power, σ is the electrical conductivity, k is the specific thermal conductivity, T is the average temperature of the thermoelectric devices with thermoelectric materials). This limits practical applications where ZT> 2.5 is required.
Для наноструктурированных материалов показано, что ZT составляет в диапазоне от 2,5 до 4. Основная цель и эффект наноструктуризации состоит в управлении значением ZT путем создания условий для эффектов блокировки фотонов/трансмиссии электронов. Наноструктурированные материалы синтезируют с использованием процедуры гомоэпитаксиального роста. Эта процедура не обеспечивает возможности промышленного производства наноструктурированных термоэлектрических материалов. В документе WO 2006/137923 A2 предложен термоэлектрический нанокомпозит, который проявляет улучшенные термоэлектрические свойства. Нанокомпозит содержит два или более компонентов. Компонентами являются полупроводники типа кремния и германия. По меньшей мере один из компонентов содержит наноструктурированный материал, например наночастицы кремния.For nanostructured materials, it has been shown that ZT ranges from 2.5 to 4. The main purpose and effect of nanostructuring is to control the ZT value by creating conditions for photon blocking / electron transmission effects. Nanostructured materials are synthesized using a homoepitaxial growth procedure. This procedure does not provide the possibility of industrial production of nanostructured thermoelectric materials. WO 2006/137923 A2 proposes a thermoelectric nanocomposite that exhibits improved thermoelectric properties. A nanocomposite contains two or more components. The components are semiconductors such as silicon and germanium. At least one of the components contains a nanostructured material, for example, silicon nanoparticles.
В документе US 2004/0187905 A1 предлагается термоэлектрический нанокомпозит, содержащий множество керамических наночастиц (средний размер частицы <100 нм) и способ изготовления нанокомпозита. Материалом наночастиц является, например, соединение типа Be2Te3 и Sb2Te3. Способ изготовления нанокомпозита включает следующие этапы: обеспечение насыпью керамического материала, измельчение материала насыпью до керамического порошка с керамическими наночастицами и термическую обработку керамического порошка. Перед началом процесса измельчения может быть добавлен дополнительный материал, подобный фуллеренам. Добавление фуллеренов приводит к механическому сплавлению керамического порошка и фуллеренов во время процесса измельчения. Результирующий нанокомпозит содержит неоднородные керамические наночастицы оболочки сердцевины. Более того, фуллерены разрушаются во время механического сплавления. Оба эти процесса ведут к образованию неопределенного, трудновоспроизводимого термоэлектрического нанокомпозита с труднопредсказуемыми характеристиками.US 2004/0187905 A1 proposes a thermoelectric nanocomposite comprising a plurality of ceramic nanoparticles (average particle size <100 nm) and a method for manufacturing the nanocomposite. The material of the nanoparticles is, for example, a compound of the type Be 2 Te 3 and Sb 2 Te 3 . A method of manufacturing a nanocomposite includes the following steps: providing bulk ceramic material, grinding the material in bulk to a ceramic powder with ceramic nanoparticles, and heat treating the ceramic powder. Before starting the grinding process, additional material similar to fullerenes can be added. The addition of fullerenes leads to mechanical fusion of the ceramic powder and fullerenes during the grinding process. The resulting nanocomposite contains heterogeneous ceramic nanoparticles of the core shell. Moreover, fullerenes are destroyed during mechanical fusion. Both of these processes lead to the formation of an indefinite, hardly reproducible thermoelectric nanocomposite with difficult to predict characteristics.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
По настоящему изобретению предлагается термоэлектрический нанокомпозит с надежно предсказуемыми характеристиками. Другой целью настоящего изобретения является способ изготовления термоэлектрического нанокомпозита. Способ должен быть прост и воспроизводим. Эти цели достигаются посредством изобретений, описанных в формуле изобретения.The present invention provides a thermoelectric nanocomposite with reliably predictable characteristics. Another objective of the present invention is a method of manufacturing a thermoelectric nanocomposite. The method should be simple and reproducible. These objectives are achieved through the inventions described in the claims.
По настоящему изобретению предлагается модификация известного термоэлектрического нанокомпозита и модификация способа изготовления термоэлектрического нанокомпозита.The present invention provides a modification of a known thermoelectric nanocomposite and a modification of a method for manufacturing a thermoelectric nanocomposite.
По настоящему изобретению предлагается термоэлектрический нанокомпозит, содержащий множество однородных керамических наночастиц по меньшей мере с одним типом соединения теллура; керамические наночастицы имеют средний размер частиц, выбранный в диапазоне от примерно 5 нм до примерно 30 нм и более конкретно до примерно 10 нм; керамические наночастицы имеют покрытие с покрытием частиц в каждом случае; покрытие частиц включает по меньшей мере один слой с наноструктурированным углеродным материалом по существу с ненарушенной структурой.The present invention provides a thermoelectric nanocomposite comprising a plurality of uniform ceramic nanoparticles with at least one type of tellurium compound; ceramic nanoparticles have an average particle size selected in the range from about 5 nm to about 30 nm, and more particularly to about 10 nm; ceramic nanoparticles are coated with a particle coating in each case; the particle coating includes at least one layer with a nanostructured carbon material with essentially unbroken structure.
Дополнительно настоящее изобретение направлено на способ изготовления термоэлектрического нанокомпозита, нанокомпозит содержит множество однородных керамических наночастиц по меньшей мере с одним типом соединения теллура; однородные керамические наночастицы имеют средний размер частиц, выбранный в диапазоне от примерно 5 нм до примерно 30 нм и более конкретно до примерно 10 нм; однородные керамические наночастицы имеют покрытие с покрытием частиц в каждом случае; покрытие частиц содержит по меньшей мере один слой с наноструктурированным углеродным материалом по существу с ненарушенной структурой, способ включает обеспечение порошка прекурсора множества однородных керамических наночастиц по меньшей мере с одним типом соединения теллура со средним размером частиц, выбранным в диапазоне от примерно 5 нм до примерно 30 нм и более конкретно до примерно 10 нм, причем однородные керамические наночастицы в каждом случае содержат покрытие прекурсора с наноструктурированным углеродным материалом по существу с неповрежденной структурой, и термическую обработку порошка прекурсора, чтобы генерирование нанокомпозита происходило путем преобразования покрытия прекурсора в покрытие частиц.Additionally, the present invention is directed to a method for manufacturing a thermoelectric nanocomposite, the nanocomposite contains many homogeneous ceramic nanoparticles with at least one type of tellurium compound; homogeneous ceramic nanoparticles have an average particle size selected in the range from about 5 nm to about 30 nm and more specifically to about 10 nm; homogeneous ceramic nanoparticles are coated with a particle coating in each case; the particle coating contains at least one layer with a nanostructured carbon material with essentially undisturbed structure, the method includes providing a precursor powder of a plurality of homogeneous ceramic nanoparticles with at least one type of tellurium compound with an average particle size selected in the range from about 5 nm to about 30 nm and more specifically up to about 10 nm, and the homogeneous ceramic nanoparticles in each case contain a precursor coating with a nanostructured carbon material essentially stvu with intact structure, and heat treating the precursor powder in order to generate the nanocomposite coating took place by transformation of the precursor into the coating particles.
В предпочтительном варианте осуществления средний размер частиц составляет менее 20 нм. Однородная керамическая наночастица является совершенно однотипной в отношении ее физических и химических свойств. Например, такая наночастица не имеет никакой структуры оболочки сердцевины. Сплавления не происходит. В противоположность современному уровню техники углерод не встраивается в керамическое соединение теллура. Более того, покрытие с наноструктурированным углеродным материалом имеет ненарушенную структуру. Это означает, что углеродный материал не поврежден или разрушен, соответственно. Повреждение или разрушение наноструктурированного углеродного материала происходило бы в случае механического сплавления.In a preferred embodiment, the average particle size is less than 20 nm. A homogeneous ceramic nanoparticle is completely the same in terms of its physical and chemical properties. For example, such a nanoparticle has no core shell structure. Fusion does not occur. In contrast to the state of the art, carbon is not embedded in the tellurium ceramic compound. Moreover, a coating with a nanostructured carbon material has an undisturbed structure. This means that the carbon material is not damaged or destroyed, respectively. Damage or destruction of the nanostructured carbon material would occur in the case of mechanical fusion.
В качестве наноструктурированного углеродного материала подходит любой пригодный материал или смесь этих материалов. В конкретном варианте осуществления наноструктурированный углеродный материал выбран из группы, состоящей из фуллеренов и углеродных нанотрубок. Углеродными нанотрубками могут быть углеродные нанотрубки с одной стенкой (SWCNts) или углеродные нанотрубки с несколькими стенками (MWNTs).As the nanostructured carbon material, any suitable material or mixture of these materials is suitable. In a specific embodiment, the nanostructured carbon material is selected from the group consisting of fullerenes and carbon nanotubes. Carbon nanotubes can be single-walled carbon nanotubes (SWCNts) or multi-walled carbon nanotubes (MWNTs).
В частности, фуллерены подходят в качестве наноструктурированного углеродного материала. В предпочтительном варианте осуществления фуллерены выбраны из группы, состоящей из C36, C60, C70 и C81.In particular, fullerenes are suitable as a nanostructured carbon material. In a preferred embodiment, the fullerenes are selected from the group consisting of C 36 , C 60 , C 70 and C 81 .
Можно использовать только один тип фуллеренов. Также возможна смесь двух или более типов фуллеренов.Only one type of fullerene can be used. A mixture of two or more types of fullerenes is also possible.
Можно использовать немодифицированный наноструктурированный углеродный материал. Используется базовый материал наноструктурированного углеродного материала. В другом варианте осуществления наноструктурированный углеродный материал химически модифицирован. Это означает, что используется одна или более производных наноструктурированного углеродного материала. Например, используемые фуллерены функционализированы. Функционализированные группы присоединены к базовому материалу фуллеренов. Кроме того, также возможно использование димеров или тримеров фуллеренов. Покрытие частиц содержит по меньшей мере один слой с наноструктурированным углеродным материалом. В другом варианте осуществления слой непрерывный или прерывистый. Например, прерывистый слой достигается за счет островков фуллеренов, которые отделены друг от друга.Unmodified nanostructured carbon material may be used. The base material is a nanostructured carbon material. In another embodiment, the nanostructured carbon material is chemically modified. This means that one or more derivatives of a nanostructured carbon material are used. For example, the fullerenes used are functionalized. Functionalized groups are attached to the fullerene base material. In addition, it is also possible to use dimers or trimers of fullerenes. The particle coating comprises at least one layer with a nanostructured carbon material. In another embodiment, the layer is continuous or intermittent. For example, an intermittent layer is achieved due to islands of fullerenes that are separated from each other.
В принципе число слоев с наноструктурированным углеродным материалом произвольно. Но особенное малое число этих слоев приводит к хорошим термоэлектрическим свойствам. Поэтому в предпочтительном варианте осуществления покрытие частиц содержит максимум пять слоев с наноструктурированным углеродным материалом и более конкретно минимум три слоя с наноструктурированным углеродным материалом. В частности подходит монослой с наноструктурированным углеродным материалом.In principle, the number of layers with nanostructured carbon material is arbitrary. But a special small number of these layers leads to good thermoelectric properties. Therefore, in a preferred embodiment, the particle coating comprises a maximum of five layers with a nanostructured carbon material and more specifically at least three layers with a nanostructured carbon material. A monolayer with a nanostructured carbon material is particularly suitable.
Возможны другие соединения теллура. В конкретном варианте осуществления соединение теллура содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из сурьмы (Sb) и висмута (Bi). Также возможны другие элементы типа свинца (Pb) или селена (Se). В предпочтительном варианте осуществления соединением теллура является по меньшей мере один теллурид, выбранный из группы, состоящей из Bi2Te3 и Sb2Te3. Смесь этих соединений также возможна в качестве твердого раствора этих соединений.Other tellurium compounds are possible. In a specific embodiment, the tellurium compound contains at least one element selected from the group consisting of antimony (Sb) and bismuth (Bi). Other elements such as lead (Pb) or selenium (Se) are also possible. In a preferred embodiment, the tellurium compound is at least one telluride selected from the group consisting of Bi 2 Te 3 and Sb 2 Te 3 . A mixture of these compounds is also possible as a solid solution of these compounds.
Что касается способа изготовления термоэлектрического нанокомпозита, предпочтительно, чтобы обеспечение порошка прекурсора включало обеспечение смеси керамического порошка и углеродного порошка, причем керамический порошок содержит множество однородных керамических наночастиц по меньшей мере с одни типом соединений теллура со средним размером частиц, выбранным в диапазоне от примерно 5 нм до примерно 30 нм и более конкретно примерно 10 нм, и углеродный порошок содержит наноструктурированный углеродный материал по существу с ненарушенной структурой. В одном варианте осуществления обеспечение смеси порошков включает измельчение керамического исходного материала керамического порошка, дающее в результате керамический порошок, добавление углеродного порошка к керамическому порошку и смешивание керамического порошка и углеродного порошка таким образом, чтобы получалась смесь порошков. Углеродный порошок добавляется за короткое время перед завершением процесса измельчения или после процесса измельчения. Измельчение включает измельчение на шаровой мельнице или аналогичное.Regarding a method for manufacturing a thermoelectric nanocomposite, it is preferable that the precursor powder comprises providing a mixture of ceramic powder and carbon powder, the ceramic powder containing many homogeneous ceramic nanoparticles with at least one type of tellurium compounds with an average particle size selected in the range of from about 5 nm up to about 30 nm, and more particularly about 10 nm, and the carbon powder contains a nanostructured carbon material with substantially no intrusion true structure. In one embodiment, providing a powder mixture includes grinding the ceramic source material of the ceramic powder, resulting in a ceramic powder, adding carbon powder to the ceramic powder, and mixing the ceramic powder and the carbon powder so that a powder mixture is obtained. Carbon powder is added a short time before the completion of the grinding process or after the grinding process. Grinding includes ball mill grinding or the like.
Порошок прекурсора может быть подвергнут термической обработке непосредственно. Лучшие результаты могут быть достигнуты путем уплотнения порошка прекурсора перед термической обработкой. Следовательно, в конкретном варианте осуществления обеспечение порошка прекурсора включает механическое уплотнение порошка прекурсора. На порошок прекурсора оказывают механическое давление.The precursor powder may be heat treated directly. Better results can be achieved by compacting the precursor powder before heat treatment. Therefore, in a particular embodiment, providing the precursor powder includes mechanically densifying the precursor powder. The precursor powder is pressurized.
Полученный порошок прекурсора формируется в процессе сдавливания. После процесса сдавливания выполняют термическую обработку при температуре 400ºC и более конкретно до 350ºC.The resulting precursor powder is formed during compression. After the compression process, heat treatment is carried out at a temperature of 400ºC and more specifically up to 350ºC.
Полученный термоэлектрический нанокомпозит обнаруживает превосходные термоэлектрические свойства. Термоэлектрический нанокомпозит предпочтительно используется в компоненте для системы преобразования теплоты в электроэнергию, например, элементе Пельтье.The resulting thermoelectric nanocomposite exhibits excellent thermoelectric properties. A thermoelectric nanocomposite is preferably used in a component for a system for converting heat into electricity, for example, a Peltier element.
Помимо упомянутых выше преимуществ, необходимо упомянуть следующие дополнительные преимущества: образцы являются воспроизводимыми и механически устойчивыми. Процедура синтеза позволяет выполнить оптимизацию свойств образцов путем изменения концентрации наноструктурированного углеродного материала. Термоэлектрический нанокомпозит может быть синтезирован в количестве, которое достаточно для задуманного производства.In addition to the advantages mentioned above, it is necessary to mention the following additional advantages: the samples are reproducible and mechanically stable. The synthesis procedure allows optimization of sample properties by changing the concentration of nanostructured carbon material. A thermoelectric nanocomposite can be synthesized in an amount that is sufficient for the intended production.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Дополнительные особенности и преимущества настоящего изобретения следуют из описания примеров вариантов осуществления со ссылкой на чертежи, на которых:Additional features and advantages of the present invention follow from the description of examples of embodiments with reference to the drawings, in which:
на фиг. 1 показано изображение трансмиссионного электронного микроскопа наночастиц (нанокристаллов) Bi2Te3, покрытых монослоем молекул C60,in FIG. 1 shows an image of a transmission electron microscope of nanoparticles (nanocrystals) of Bi 2 Te 3 coated with a monolayer of C 60 molecules,
на фиг. 2 показаны спектры Рамана соответствующих материалов.in FIG. 2 shows the Raman spectra of the corresponding materials.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Термоэлектрический нанокомпозит содержит множество однородных керамических наночастиц. Соединения теллура являются первым примером p-типа Bi2Te3 (Bi2Te3 и 26 атомных % Sb2Te3) и во втором примере только Bi2Te3. Средний размер наночастиц составляет примерно 20 нм. Керамические наночастицы в каждом случае покрыты покрытием частиц. Покрытие частиц в каждом случае содержит один слой с наноструктурированным углеродным материалом по существу с ненарушенной структурой. Наноструктурированный углеродный материал представляет собой немодифицированный фуллерен C60.A thermoelectric nanocomposite contains many homogeneous ceramic nanoparticles. Tellurium compounds are the first p-type example of Bi 2 Te 3 (Bi 2 Te 3 and 26 atomic% Sb 2 Te 3 ) and in the second example only Bi 2 Te 3 . The average nanoparticle size is approximately 20 nm. Ceramic nanoparticles in each case are coated with a coating of particles. The particle coating in each case contains one layer with a nanostructured carbon material with essentially unbroken structure. The nanostructured carbon material is unmodified C 60 fullerene.
Способ изготовления термоэлектрических нанокомпозитов включает следующие этапы: обеспечение порошка прекурсора множества однородных керамических наночастиц, причем однородные керамические наночастицы содержат покрытие прекурсора с молекулами C60, и термическую обработку порошка прекурсора, чтобы нанокомпозит генерировался преобразованием покрытия прекурсора в покрытие частиц.A method for manufacturing thermoelectric nanocomposites includes the following steps: providing a precursor powder of a plurality of homogeneous ceramic nanoparticles, the homogeneous ceramic nanoparticles containing a precursor coating with C 60 molecules, and heat treating the precursor powder so that the nanocomposite is generated by converting the precursor coating into a particle coating.
Исходными материалами являются следующие материалы p-типа из Bi2Te3 (Bi2Te3 и 26 атомных % Sb2Te3) с примесями менее 10-4, Bi2Te3 с примесями менее 10-4 и фуллерен C60 с чистотой примерно 99,99%.The starting materials are the following p-type materials from Bi 2 Te 3 (Bi 2 Te 3 and 26 atomic% Sb 2 Te 3 ) with impurities less than 10 -4 , Bi 2 Te 3 with impurities less than 10 -4 and C 60 fullerene with purity approximately 99.99%.
Для обеспечения порошка прекурсора осуществляется измельчение материала насыпью соединений теллура в керамический порошок и смешивание с углеродным порошком с молекулами C60. Для этого планетарная мешалка вращается с ускорением 17-19g (ускорение силы тяжести). Используются шарики из нержавеющей стали диаметром примерно 7 мм. Соотношение шариков с обработанным материалом составляет примерно 8 г. Загрузка обработанного материала выполняется в перчаточном боксе в атмосфере аргона (Ar). Выбрана следующая процедура обработки: 1 час измельчения Bi2Te3, добавление порошка C60 и 0,5 часа обработки Bi2Te3 с C60. Уплотнение порошка после процесса измельчения выполняется в поршневом цилиндре под давлением 2 ГПа. Сжатые таблетки спекаются при температуре 350ºC в течение 2 часов в атмосфере Ar. Диаметр образцов составляет 10 мм, и толщина - 1 мм.To provide the precursor powder, the material is ground in bulk with tellurium compounds into a ceramic powder and mixed with carbon powder with C 60 molecules. For this, the planetary mixer rotates with an acceleration of 17-19g (acceleration of gravity). Stainless steel balls with a diameter of approximately 7 mm are used. The ratio of balls to the processed material is approximately 8 g. The loading of the processed material is carried out in a glove box in an argon atmosphere (Ar). The following treatment procedure was selected: 1 hour of grinding Bi 2 Te 3 , addition of C 60 powder, and 0.5 hour of processing of Bi 2 Te 3 with C 60 . The powder compaction after the grinding process is carried out in a piston cylinder under a pressure of 2 GPa. Compressed tablets are sintered at 350ºC for 2 hours in an Ar atmosphere. The diameter of the samples is 10 mm and the thickness is 1 mm.
Чтобы охарактеризовать образцы, используется следующая процедура: рентгеновское исследование, спектры Рамана (фиг. 2), трансмиссионный электронный микроскоп (TEM), атомный силовой микроскоп (AFM), пробы на твердость. На фиг. 1 показан нанокомпозит 1 с ключевыми элементами: нанокристаллы (наночастицы) 10 Bi2Te3, покрытые покрытием 11 с монослоем 12 молекул C60. Монослой имеет толщину менее 1 нм. На фиг. 2 показаны спектры Рамана исходного материала (20) С60, исходного Bi2Te3 (21) p-типа, измельченного Bi2Te3 (22) p-типа, смесь Bi2Te3 p-типа - порошка и порошка C60 (порошок прекурсора, 23) и термообработанного порошка прекурсора, дающего в результате термоэлектрический нанокомпозит (24).The following procedure is used to characterize the samples: X-ray, Raman spectra (Fig. 2), transmission electron microscope (TEM), atomic force microscope (AFM), hardness tests. In FIG. 1 shows nanocomposite 1 with key elements: nanocrystals (nanoparticles) of 10 Bi 2 Te 3 coated with a coating of 11 with a monolayer of 12 C 60 molecules. The monolayer has a thickness of less than 1 nm. In FIG. Figure 2 shows the Raman spectra of the starting material (20) C 60 , the starting Bi 2 Te 3 (21) p-type, ground Bi 2 Te 3 (22) p-type, a mixture of Bi 2 Te 3 p-type powder and C 60 powder (precursor powder, 23) and heat-treated precursor powder, resulting in a thermoelectric nanocomposite (24).
Claims (14)
- множество однородных керамических наночастиц (11) по меньшей мере с одним типом соединения теллура;
- керамические наночастицы имеют средний размер частиц, выбранный в диапазоне от примерно 5 нм до примерно 30 нм и, более конкретно, до примерно 10 нм;
- керамические наночастицы в каждом случае покрыты покрытием (11) частиц;
- покрытие частиц содержит по меньшей мере один слой (12) с наноструктурированным углеродным материалом, по существу, с ненарушенной структурой.1. Thermoelectric nanocomposite (1), containing:
- many homogeneous ceramic nanoparticles (11) with at least one type of tellurium compound;
- ceramic nanoparticles have an average particle size selected in the range from about 5 nm to about 30 nm and, more specifically, to about 10 nm;
- ceramic nanoparticles in each case are coated with a coating (11) of particles;
- the coating of particles contains at least one layer (12) with a nanostructured carbon material, essentially with an undisturbed structure.
- множество однородных керамических наночастиц по меньшей мере с одним типом соединений теллура;
- однородные керамические наночастицы имеют средний размер частиц, выбранный в диапазоне от примерно 5 нм до примерно 30 нм и, более конкретно, до примерно 10 нм;
- однородные керамические наночастицы в каждом случае покрыты покрытием частиц;
- покрытие частиц содержит по меньшей мере один слой с наноструктурированным углеродным материалом, по существу, с ненарушенной структурой, включающий:
- обеспечение порошка прекурсора из множества однородных керамических наночастиц по меньшей мере с одним типом соединения теллура со средним размером частиц, выбранным в диапазоне от примерно 5 нм до примерно 30 нм и, более конкретно, до примерно 10 нм, причем однородные керамические наночастицы содержат в каждом случае покрытие прекурсора наноструктурированным углеродным материалом, по существу, с ненарушенной структурой, и
- термическую обработку порошка прекурсора, так чтобы нанокомпозит генерировался преобразованием покрытия прекурсора в покрытие частиц.9. A method of manufacturing a thermoelectric nanocomposite, where the nanocomposite contains:
- many homogeneous ceramic nanoparticles with at least one type of tellurium compounds;
- homogeneous ceramic nanoparticles have an average particle size selected in the range from about 5 nm to about 30 nm and, more specifically, to about 10 nm;
- homogeneous ceramic nanoparticles in each case are coated with a coating of particles;
- the coating of the particles contains at least one layer with a nanostructured carbon material, essentially with intact structure, including:
- providing a precursor powder of a plurality of homogeneous ceramic nanoparticles with at least one type of tellurium compound with an average particle size selected in the range from about 5 nm to about 30 nm and, more specifically, to about 10 nm, with uniform ceramic nanoparticles in each in the case of coating the precursor with a nanostructured carbon material, essentially with intact structure, and
- heat treating the precursor powder so that the nanocomposite is generated by converting the precursor coating into a particle coating.
- измельчение керамического исходного материала керамического порошка, дающее в результате керамический порошок,
- добавление углеродного порошка к керамическому порошку и
- смешивание керамического порошка и углеродного порошка таким образом, чтобы получалась смесь порошков.11. The method according to claim 10, in which providing a mixture of powders includes
- grinding the ceramic source material of the ceramic powder, resulting in a ceramic powder,
- adding carbon powder to the ceramic powder and
- mixing ceramic powder and carbon powder so that a mixture of powders is obtained.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010139883/28A RU2457583C2 (en) | 2008-02-29 | 2008-02-29 | Thermoelectric nanocomposite, method of making nanocomposite and use of nanocomposite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010139883/28A RU2457583C2 (en) | 2008-02-29 | 2008-02-29 | Thermoelectric nanocomposite, method of making nanocomposite and use of nanocomposite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010139883A RU2010139883A (en) | 2012-04-10 |
| RU2457583C2 true RU2457583C2 (en) | 2012-07-27 |
Family
ID=46031308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010139883/28A RU2457583C2 (en) | 2008-02-29 | 2008-02-29 | Thermoelectric nanocomposite, method of making nanocomposite and use of nanocomposite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2457583C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528338C1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) | Nanostructured thermoelectric material |
| RU2628676C1 (en) * | 2016-11-25 | 2017-08-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Thermoelectric element |
| RU2774636C1 (en) * | 2021-10-26 | 2022-06-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологическое бюро "Норд" (ООО "ТБ "НОРД") | Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3-Bi2Se3 SOLID SOLUTIONS OF N- AND P-TYPES OF CONDUCTIVITY WITH INCREASED MECHANICAL STRENGTH |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU180604U1 (en) * | 2017-12-14 | 2018-06-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | THERMOELECTRIC ELEMENT |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005353753A (en) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | Denso Corp | Thermoelectric element |
| WO2006137923A2 (en) * | 2004-10-29 | 2006-12-28 | Massachusetts Institute Of Technology (Mit) | Nanocomposites with high thermoelectric figures of merit |
| US7259320B2 (en) * | 2004-03-31 | 2007-08-21 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Thermoelectric conversion materials |
| US7309830B2 (en) * | 2005-05-03 | 2007-12-18 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Nanostructured bulk thermoelectric material |
-
2008
- 2008-02-29 RU RU2010139883/28A patent/RU2457583C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7259320B2 (en) * | 2004-03-31 | 2007-08-21 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Thermoelectric conversion materials |
| JP2005353753A (en) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | Denso Corp | Thermoelectric element |
| WO2006137923A2 (en) * | 2004-10-29 | 2006-12-28 | Massachusetts Institute Of Technology (Mit) | Nanocomposites with high thermoelectric figures of merit |
| US7309830B2 (en) * | 2005-05-03 | 2007-12-18 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Nanostructured bulk thermoelectric material |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528338C1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) | Nanostructured thermoelectric material |
| RU2628676C1 (en) * | 2016-11-25 | 2017-08-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Thermoelectric element |
| RU2774636C1 (en) * | 2021-10-26 | 2022-06-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологическое бюро "Норд" (ООО "ТБ "НОРД") | Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3-Bi2Se3 SOLID SOLUTIONS OF N- AND P-TYPES OF CONDUCTIVITY WITH INCREASED MECHANICAL STRENGTH |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010139883A (en) | 2012-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Oku et al. | Synthesis, atomic structures and properties of carbon and boron nitride fullerene materials | |
| JP5329423B2 (en) | A method for high explicit numbers in thermoelectric materials with nanostructures | |
| Lee et al. | Enhancement of thermoelectric figure of merit for Bi 0.5 Sb 1.5 Te 3 by metal nanoparticle decoration | |
| Vasylenko et al. | Electronic structure control of sub-nanometer 1D SnTe via nanostructuring within single-walled carbon nanotubes | |
| Kuang et al. | Enhanced microwave absorption properties of Co-doped SiC at elevated temperature | |
| Zhou et al. | General method of synthesis ultrathin ternary metal chalcogenide nanowires for potential thermoelectric applications | |
| JP5210397B2 (en) | Thermoelectric nanocomposite material, method for producing the nanocomposite material, and use of the nanocomposite material | |
| US20140318593A1 (en) | Nanoparticle compact materials for thermoelectric application | |
| Bohra et al. | Tellurium-free thermoelectrics: Improved thermoelectric performance of n-type Bi2Se3 having multiscale hierarchical architecture | |
| Ganguly et al. | Synthesis and evaluation of lead telluride/bismuth antimony telluride nanocomposites for thermoelectric applications | |
| Park et al. | One-pot fabrication of Ag–SrTiO3 nanocomposite and its enhanced thermoelectric properties | |
| Chen et al. | Construction of a cement–rebar nanoarchitecture for a solution‐processed and flexible film of a Bi2Te3/CNT hybrid toward low thermal conductivity and high thermoelectric performance | |
| RU2457583C2 (en) | Thermoelectric nanocomposite, method of making nanocomposite and use of nanocomposite | |
| JP2015107881A (en) | Electrothermal nano composite material having high mechanical reliability and manufacturing method thereof | |
| Liu et al. | Hierarchical Bi2Te3 Nanostrings: Green Synthesis and Their Thermoelectric Properties | |
| KR20170067457A (en) | Bi-Sb-Te based thermoelectric powder and materials with improved thermostability and manufacturing methods thereof | |
| Liu et al. | Realizing the interface tuned thermoelectric transport performance in Bi2Te3-based hierarchical nanostructures | |
| Saminathan et al. | Improved thermoelectric properties of Fe doped Si-rich higher manganese silicide | |
| KR20170074013A (en) | Bi-Te-Se based thermoelectric powder and materials with improved thermostability and manufacturing methods thereof | |
| KR102046142B1 (en) | Thermoelectric powder and materials with improved thermostability and manufacturing methods thereof | |
| Yang et al. | Superior Thermoelectric performance of black phosphorus in elemental tellurium | |
| RU2474010C2 (en) | Nanocomposite thermoelectric and method of its production | |
| Tseng et al. | Thermoelectric properties of a vertically aligned carbon nanotube array with embedded bismuth telluride | |
| Ahmad et al. | Reduction in thermal conductivity of BiSbTe lump | |
| KR102021109B1 (en) | Thermoelectric powder and materials with improved thermostability and manufacturing methods thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140301 |