Цигода В. В. Високотемпературні термоелектричні елементи на основі багатокомпонентних безкисневих сполук

Дисертацію присвячено встановленню впливу технологічних факторів на мікроструктуру та властивості нових провідних матеріалів на основі шаруватих анізотропних композитів типу «ізолятор-провідник» у складі Si3N4-карбіди перехідних металів, і використання цих матеріалів в термоелектричних функціональних елементах, що працюють при високих температурах (до 1100 °С). Встановлено, що найбільш перспективними з таких композитів є композиції Si3N4-ZrC, Si3N4-HfC, в них утворюються такі фази, як SiC, Hf2CN и Zr2CN. Показано, що ключовим моментом для збільшення коефіцієнту ТЕРС композитів, що розглядаються, є реакції in situ, що протікають за участю Н2О при визначених температурах гарячого пресування (утворення Si2ON2), або незначні (0,25-1%) добавки нітриду бору в склад провідного кластеру. Встановлено, що продукти хімічної взаємодії між провідниковою фазою, діелектричною матрицею та середовищем пресування, такі як SiC та FeSi2, зсувають поріг протікання до області малих концентрацій введеної провідникової фази на 5-10% і збільшують питомий опір резистивного кластеру в 102 – 105 разів. Вперше досліджено термоелектричні властивості композитів n-типу: Si3N4-ZrC, Si3N4-HfC; Si3N4-ZrC, Si3N4-WC, Si3N4-TiB2, Si3N4-TaC, Si3N4-TaN та p-типу: Si3N4-C, Si3N4-B4C. Показано, що як термоелектроди можуть використовуватись кластерні перколяційні структури, а залежність термоелектрорушійної сили від концентрації термоелектричної добавки не описується тим самим математичним апаратом, що і залежність електропровідності від концентрації.