Combination of thermal analysis and Knudsen effusion mass spectrometry for investigation of thermal stability of thermoelectric materials

BROŽ, Pavel, František ZELENKA, Jan VŘEŠŤÁL, Jiří BURŠÍK, Isolde ZEIRINGER, Matthias FALMBIGL, Gerda ROGL a Peter Franz ROGL. Combination of thermal analysis and Knudsen effusion mass spectrometry for investigation of thermal stability of thermoelectric materials. In TOFA 2014. 2014.

Základní údaje

• Originální název: Combination of thermal analysis and Knudsen effusion mass spectrometry for investigation of thermal stability of thermoelectric materials
• Název česky: Spojení termické analýzy a Knudsenovy efúzní hmotnostní spektrometrie pro výzkum termické stability termoelektrických materiálů
• Autoři: BROŽ, Pavel (203 Česká republika, garant, domácí), František ZELENKA (203 Česká republika, domácí), Jan VŘEŠŤÁL (203 Česká republika, domácí), Jiří BURŠÍK (203 Česká republika), Isolde ZEIRINGER (40 Rakousko), Matthias FALMBIGL (40 Rakousko), Gerda ROGL (40 Rakousko) a Peter Franz ROGL (40 Rakousko).
• Vydání: TOFA 2014, 2014.

Další údaje

• Originální jazyk: angličtina
• Typ výsledku: Konferenční abstrakt
• Obor: 10403 Physical chemistry
• Stát vydavatele: Česká republika
• Utajení: není předmětem státního či obchodního tajemství
• WWW: TOFA 2014
• Kód RIV: RIV/00216224:14740/14:00073864
• Organizační jednotka: Středoevropský technologický institut
• Klíčová slova česky: termoelektika; termická anlýza; Knudsenova efúzní hmotnostní spektrometrie
• Klíčová slova anglicky: thermoelectrics; thermal analysis; Knudsen effusion mass spectrometry

Anotace

Study in the field of thermoelectric materials is of great importance because these materials are able to directly convert thermal energy into electrical energy (Seebeck effect, 1821; thermoelectric generator) and reversibly electrical energy into thermal energy (Peltier effect, 1835; thermoelectric heat pump or Peltier cooling). The research is currently oriented on non-toxic materials with high ZT-levels which can be reached e.g. by nano-structuring. Improvement of thermoelectric materials and production processes concern their thermoelectric properties, their thermodynamic and phase equilibria and also their long term thermal stability, which strongly depends on the content of volatile constituents as the current progressive materials contain elements like Cd, Zn, Sb, Sr etc. Combination of thermal analysis and Knudsen effusion mass spectrometry performed on a Netzsch STA 409 CD/3/403/5/G apparatus, a specially-adapted type of the commercial STA 409 CD - QMS 403/5 Skimmer Coupling Instrument has been used as a powerful tool for investigation of the temperature and phase stability of selected thermoelectric materials with high ZT-levels. The results supported by microstructure observations and measurements of diffusion profiles are reported.

Anotace česky

Studium v oblasti termoelektrických materiálů je velice důležité, protože tyto materiály jsou schopny přímo přeměnit termickou energii do elektrické (Seebeck effect, 1821; termoelektrický generátor) a reverzibilně elektrickou energii do termické (Peltierův jev, 1835; termoelektrická teplotní pumpa nebo Peltierovo chlazení). Výzkum je v současnosti orientován na netoxické materiály s vysokým faktorem ZT, který může být dosažen např. nanostukturováním. Zlepšení termoelektrických materiálů a výrobních procesů zahrnuje jejich termoelektrické vlastnosti, termodynamické a fázové rovnováhy a také dlouhodobou termickou stabilitu, které silně závisejí na obsahu těkavých složek, protože současné materiály obsahují Cd, Zn, Sb, Sr a další prvky. Teplotní a fázová stabilita vybraných termoelektrických materiálů s vysokými hodnotami ZT byla studována kombinací termické analýzy a Knudsenovy efúzní hmotnostní spektrometrie prováděné na přístroji Netzsch STA 409 CD/3/403/5/G, který je speciálně upraveným typem komerčního přístroje STA 409 CD - QMS 403/5 Skimmer Coupling Instrument. Jsou prezentovány výsledky podpořené pozorováním mikrostruktury a měřením difúzních profilů.

Návaznosti

• ED1.1.00/02.0068, projekt VaV: Název: CEITEC - central european institute of technology
• GA14-12653S, projekt VaV: Název: Stabilita a fázové rovnováhy binárních nanočástic kovů (Akronym: Bimetal_nano)

Investor: Grantová agentura ČR, Stabilita a fázové rovnováhy binárních nanočástic kovů

• GA14-15576S, projekt VaV: Název: Komplexní studium fázových diagramů pokročilých kovových materiálů, kombinující ab initio a semiempirické modelování s experimentálními postupy

Investor: Grantová agentura ČR, Komplexní studium fázových diagramů pokročilých kovových materiálů, kombinující ab initio a semiempirické modelování s experimentálními postupy

• 7AMB13AT019, projekt VaV: Název: Nanostrukturovaná termoelektrika

Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Nanostrukturovaná termoelektrika, 7AMB - MOBILITY