Vol 59, No 12 (2023)
Articles
Термоэлектрические свойства монокристаллов твердого раствора Pb0.75Sn0.25Te co сверхстехиометричным свинцом
Abstract
Методом Бриджмена получены монокристаллы твердого раствора Pb0.75Sn0.25Te с избытком до 1.0 ат. % свинца и исследованы их термоэлектрические свойства до и после термической обработки при 673 и 773 К в интервале ∼90–300 К. Выяснено, что избыточный свинец и режим термообработки существенно влияют на значения и температурные зависимости электропроводности, коэффициентов термо-ЭДС и теплопроводности исследованных образцов. Наибольшую термоэлектрическую эффективность при 300 К имеют кристаллы с избытком свинца 1.0 ат. %, отожженные при 773 К, что обусловлено достаточно высоким коэффициентом термо-ЭДС (160.1 мкВ/К) и малым значением решеточной теплопроводности (∼1.04 × 10–2 Вт/(см К)).
О природе уменьшения скорости процесса упорядочения по типу В2 твердого раствора Cu–Pd при приближении состава к эквиатомному
Abstract
Современными методами высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии исследованы изменения структуры твердого раствора Cu (51 ат. %)–Pd. Установлен характер концентрационного расслоения неупорядоченного твердого раствора. Результаты могут быть положены в обоснование малой скорости процесса упорядочения при приближении состава к эквиатомному.
Синтез и исследование сорбционных свойств наноструктурированных алюмосиликатов натрия с различным соотношением Si/Al
Abstract
Исследованы закономерности формирования наноструктурированных алюмосиликатов натрия с соотношением Si/Al от 1 до 5 из водной многокомпонентной системы. Получены данные по элементному составу, морфологии, термическому поведению и сорбционным свойствам синтезированных соединений по отношению к ионам Cs+ в статических условиях. Показано, что сорбционная емкость алюмосиликатов натрия (89.3–328.2 мг/г) выше по сравнению с некоторыми известными материалами, что открывает перспективу применения алюмосиликатов для очистки водных растворов от ионов Cs+.
Зависимость ширины запрещенной зоны нанооксидов актинидов от их характерного размера и морфологии
Abstract
Нанотермодинамическим методом получены количественные зависимости ширины запрещенной зоны наночастиц, нановолокон (нанопроволок) и тонких пленок диоксидов актинидов AmO2, CmO2, NpO2, PaO2, PuO2, ThO2 и UO2 от их характерного размера. Размерный эффект становится существенным для наночастиц, нановолокон и тонких пленок ThO2, наночастиц и нановолокон NpO2, PuO2 и CmO2 уже при их характерном размере около 20 нм. Для наночастиц AmO2, PaO2 и UO2 размерный эффект становится существенным, если их диаметр составляет около 7–8 нм. Показано, что максимально достижимая ширина запрещенной зоны нанообъекта равна удвоенному значению ширины запрещенной зоны соответствующего макроскопического образца. Установлено, что ширина запрещенной зоны нанообъектов с одинаковым характерным размером уменьшается в последовательности: наночастицы → нановолокна (нанопроволоки) → тонкие пленки. Показано, что, используя смешанные оксиды актинидов и изменяя их стехиометрию, характерный размер и морфологию, можно регулировать ширину запрещенной зоны нанообъектов в широком диапазоне допустимых значений.
Термоэлектрические свойства манганитов Ca0.5−xSr0.5LuxMnO3−δ
Abstract
На основе результатов измерений удельной электропроводности (σ), коэффициента Зеебека (S), термического расширения, теплоемкости и температуропроводности на воздухе в температурном диапазоне 300–1200 K определены теплопроводность (κ), фактор мощности (S2σ) и термоэлектрическая добротность (ZT = S2σT/κ) манганитов Ca0.5−xSr0.5LuxMnO3−δ, где x = 0.05, 0.10, 0.15 и 0.20. Установлено, что наибольшие S2σ и ZT имеет состав Ca0.45Sr0.5Lu0.05MnO3−δ, благодаря высоким значениям S и низкой κ.
Аналитический контроль процесса получения чистой сурьмы
Abstract
Для оперативного аналитического контроля технологии получения чистой сурьмы разработана методика многоэлементной атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС ИСП). Выбраны аналитические линии определяемых элементов с наименьшими спектральными влияниями. Изучено влияние концентрации матричного компонента (от 5 до 40 г/л) на аналитические сигналы элементов-примесей. Изменения условий возбуждения в плазме при разном содержании сурьмы в растворе и разной мощности ИСП оценивали с помощью комплексного показателя жесткости. Показатель жесткости рассчитывали по отношению интенсивностей линий магния–ионной к атомной. Установили, что 40 г/л сурьмы в анализируемом растворе снижает показатель жесткости до 5%. Правильность разработанной методики подтверждена экспериментом “введено–найдено” и сравнением с результатами, полученными независимым методом. Предложенная методика анализа сурьмы позволяет определять 56 элементов-примесей с пределами обнаружения n × 10–7–n × 10–4 мас. %.
Нитридизация металлической пары Ti–V и оценка термо-ЭДС синтезированного керамического образца
Abstract
Контролируемой нитридизацией металлических пар Ti–V синтезированы керамические нитридные образцы заданных состава и формы. Установлены кинетические и вольтамперные зависимости взаимодействия металлических пар Ti–V с азотом. Для разных частей пары процесс азотирования характеризуется разными механизмами. Для чистых металлов формирование керамики, близкой к стехиометрическому составу, происходит через образование трех- и двухслойных градиентных структур. Нитридизация области спая, содержащего твердый раствор Ti–V, определяется химическим сродством титана и ванадия к азоту. Образование нитрида титана приводит к распаду твердого раствора Ti–V в спае и сепарации металлического ванадия на границах зерен. Скорость азотирования ванадия возрастает с уменьшением количества титана в твердом растворе. Проведена оценка величины термо-ЭДС системы Ti–V разной степени азотирования в интервале температур от –195.7 до +550°С. Установлены температурные зависимости термо-ЭДС и коэффициента Зеебека для металлокерамических и керамических структур. Для всех азотированных пар характерно монотонное увеличение термо-ЭДС во всем температурном интервале. Нитридизованные пары титан–ванадий заданного состава можно использовать в качестве керамических термоэлектрических преобразователей.
Получение, структурные и электрофизические исследования керамических образцов твердых растворов со структурой перовскита (1 – 2x)BiScO3∙(2 – y)xPbTiO3∙yxPbMg1/3Nb2/3O3
Abstract
На синтезированных керамических образцах разрезов (1 – 2x)BiScO3·(2 – y)xPbTiO3∙yxPbMg1/3Nb2/3O3 с y = 1.2, 1.0, 0.9 и 0.5 тройной системы BiScO3–PbTiO3–PbMg1/3Nb2/3O3 (BS–PT–PMN) проведены рентгенодифракционные, диэлектрические и пьезоэлектрические исследования, а также изучены токи термостимулированной деполяризации. Установлено, что образцы при (1 – 2x) ≲ 0.5 представляют собой твердые растворы со структурой перовскита, их симметрия с ростом содержания BS повышается от тетрагональной до кубической, в промежуточной области составов (морфотропной области – МО) образцы состоят из смеси твердых растворов разной симметрии. Определены границы МО, получены данные об изменении диэлектрических и пьезоэлектрических свойств твердых растворов с изменением их состава.
Исследование процесса электрохимического синтеза гексаборидов РЗМ в хлоридно-оксидных расплавах
Abstract
Методами КРС и ИК-спектроскопии исследованы хлоридно-оксидные расплавы, которые использовали для электросинтеза различных боридов кальция и РЗМ. На основании проведенных исследований и анализа литературных данных предложен механизм последовательного перехода твердых оксидов лантаноидов в расплаве хлорида кальция в ионную форму. С помощью хронопотенциометрического метода и циклической вольтамперометрии показано, что образование борида протекает в два этапа. Предложена суммарная реакция, описывающая процесс электрохимического синтеза боридов. Представленный механизм не противоречит законам химической термодинамики и позволяет описать предложенные обменные и электродные реакции.