Сублімація леткої компоненти як можливий механізм деградації термоелектричного матеріалу

Abstract

Розроблено фізичну модель сублімації леткої компоненти з термоелектричного матеріалу. На її основі запропоновано два варіанти математичного опису процесу деградації термоелектричного матеріалу. Перший з них враховує виключно дифузію телуру як леткої домішки до поверхні сублімації, тиск, а, отже і концентрація атомів леткої компоненти на якій вважаються відомими. Другий враховує у явному вигляді леткість компоненти, яка випаровується, і, отже, граничний потік на поверхні випаровування. У обох випадках отримано аналітичний розв’язок одновимірного рівняння дифузії з урахуванням наявності градієнту температури по довжині гілки. Далі комп’ютерними методами у середовищі Mathcad визначено часову залежність товщини шару зі зниженою у порівнянні з основним матеріалом концентрацією леткої компоненти та характер розподілу концентрації цієї компоненти в ньому. На цій основі оцінено час деградації термоелектричного матеріалу внаслідок втрати леткої компоненти і встановлено вимоги до захисного покриття термоелектричних гілок.