சுருக்கம்:மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ், ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன்ஸ் மற்றும் மருத்துவ சாதனங்களில் வெப்ப மேலாண்மைக்கு தெர்மோஎலக்ட்ரிக் குளிரூட்டும் தொழில்நுட்பம் இன்றியமையாததாகிவிட்டது. இருப்பினும் எந்த TEC தொகுதியின் செயல்திறன் உச்சவரம்பு இறுதியில் அதன் பொருளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. ஏன் என்று இந்தக் கட்டுரை ஆராய்கிறதுவெளியேற்றப்பட்ட தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்கள்வழக்கமான மண்டல-உருகும் இங்காட்களுக்கு ஒரு சிறந்த மாற்றாக வெளிப்பட்டுள்ளது, அவற்றின் அடர்த்தியான கடினமான நுண் கட்டமைப்பு, மேம்பட்ட இயந்திர வலிமை மற்றும் 0.2 மிமீ வரை சிப் தடிமன்களை ஆதரிக்கும் முக்கியமான திறன் ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்துகிறது. உற்பத்தி செயல்முறைகள், இயந்திர சொத்து தரவு மற்றும் பயன்பாட்டு வழக்கு ஆய்வுகள் ஆகியவற்றின் ஒப்பீட்டு பகுப்பாய்வு மூலம், தெர்மோஎலக்ட்ரிக் செயல்திறன் மற்றும் இயந்திர வலிமை ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான நீண்டகால வர்த்தக பரிமாற்றத்தை வெளியேற்ற தொழில்நுட்பம் எவ்வாறு இணைக்கிறது என்பதை விவாதம் நிரூபிக்கிறது.
- வெளியேற்றப்பட்ட தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்களை மண்டலம்-உருகும் மாற்றுகளிலிருந்து வேறுபடுத்துவது எது?
- எக்ஸ்ட்ரூஷன் செயல்முறை ஒரு அடர்த்தியான கடினமான கட்டமைப்பை எவ்வாறு உருவாக்குகிறது?
- இயந்திர பண்புகள் TEC தொகுதியின் குறைந்தபட்ச அளவை ஏன் தீர்மானிக்கின்றன
- 0.2 மிமீ த்ரெஷோல்ட்: அல்ட்ரா-தின் சிப் ஃபேப்ரிகேஷனை இயக்குகிறது
- வெளியேற்றப்பட்ட தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்களைக் கோரும் பயன்பாடுகள்
- இங்காட் முதல் தொகுதி வரை: உற்பத்தி திறன் மற்றும் தரக் கட்டுப்பாடு
- அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்
வெளியேற்றப்பட்ட தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்களை மண்டலம்-உருகும் மாற்றுகளிலிருந்து வேறுபடுத்துவது எது?
வெளியேற்றம் மற்றும் மண்டல உருகுதல் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தேர்வு என்பது உற்பத்தி விருப்பம் மட்டுமல்ல. இது தெர்மோஎலக்ட்ரிக் குளிரூட்டிகளுக்கான முழு கீழ்நிலை உற்பத்தி பணிப்பாய்வுகளையும் தீர்மானிக்கிறது - இங்காட்கள் எவ்வாறு செதில்களாக வெட்டப்படுகின்றன, அந்தச் செதில்கள் எவ்வளவு மெல்லியதாக இருக்க முடியும், எத்தனை பேர் டைசிங் கட்டத்தில் முறிவு இல்லாமல் உயிர்வாழ்கிறார்கள் என்பது வரை.
அதிக தூய்மையான Bi₂Te₃-அடிப்படையிலான ஒற்றைப் படிகங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான அளவுகோலாக நீண்ட காலமாக மண்டல உருகுதல் இருந்து வருகிறது. திசை திடப்படுத்தும் செயல்முறையானது, வளர்ச்சி அச்சில் தானியங்களை சீரமைத்து, சிறந்த கேரியர் இயக்கத்தை வழங்குகிறது. இருப்பினும், இந்த சீரமைப்பு ஒரு கட்டமைப்பு பாதிப்பை உருவாக்குகிறது. Bi₂Te₃ படிகங்கள் அடித்தளத் தளத்தில் எளிதில் பிளவுபடுகின்றன, அதாவது வெட்டுதல், மெலிதல் மற்றும் அசெம்பிள் செய்யும் போது, பொருள் சிப்பிங் மற்றும் டிலாமினேஷன் - குறிப்பாக இலக்கு தடிமன் 0.5 மிமீக்குக் கீழே குறையும் போது.
வெளியேற்ற செயலாக்கம் அடிப்படையில் வேறுபட்ட பாதையில் செல்கிறது. இயந்திரத்தனமாக அலாய் செய்யப்பட்ட அல்லது முன் அழுத்தப்பட்ட பொடிகளில் இருந்து தொடங்கி, உயர்ந்த வெப்பநிலையில் ஒரு டை மூலம் பொருள் கட்டாயப்படுத்தப்படுகிறது, இது கடுமையான பிளாஸ்டிக் சிதைவுக்கு உட்பட்டது. இந்த சிதைவு வெறுமனே பொருளை வடிவமைக்காது; இது உள் தானிய கட்டமைப்பை மீண்டும் உருவாக்குகிறது. இதன் விளைவாக, கட்டுப்படுத்தப்பட்ட படிக அமைப்புடன் கூடிய அடர்த்தியான, நுண்ணிய உடல் - Bi₂Te₃ இன் அனிசோட்ரோபிக் போக்குவரத்து நன்மைகளைத் தக்கவைத்து, இயந்திர ஒருமைப்பாட்டை வியத்தகு முறையில் மேம்படுத்துகிறது.
நடைமுறை விளைவு குறிப்பிடத்தக்கது. 1.0-1.5 மிமீ கால் உயரம் கொண்ட நிலையான TEC மாட்யூல்களில் மண்டலம்-உருகிய இங்காட்கள் ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய செயல்திறனை அளிக்கும் போது, எக்ஸ்ட்ரூஷன்-உற்பத்தி செய்யப்பட்ட பொருட்கள் தொகுதி கட்டமைப்புகளுக்கு கதவைத் திறக்கின்றன, அவை முன்பு நடைமுறைக்கு சாத்தியமற்றவை: 0.2 மிமீ கால் உயரம் கொண்ட மைக்ரோ-TECகள், 0.2 மிமீ கால் உயரம், பல-நிலை அடுக்குகள், ஒவ்வொரு துல்லியமான-குளிர்வுத் தன்மை தேவைப்படும் உறுப்புகள். ஃபோட்டானிக் சாதனங்களுக்கான தீர்வுகள்.
எக்ஸ்ட்ரூஷன் செயல்முறை ஒரு அடர்த்தியான கடினமான கட்டமைப்பை எவ்வாறு உருவாக்குகிறது?
இந்த பொருட்கள் கீழ்நிலை செயலாக்கத்தில் ஏன் வித்தியாசமாக செயல்படுகின்றன என்பதைப் பாராட்டுவதற்கு, வெளியேற்றத்தின் போது நுண் கட்டமைப்பு மாற்றத்தைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம். இந்த பொறிமுறையானது டைனமிக் ரீகிரிஸ்டலைசேஷனில் வேரூன்றியுள்ளது - தானியங்கள் அணுக்கருவாகி, பொருள் சிதைந்து கொண்டிருக்கும் போதே புதிதாக வளரும் ஒரு செயல்முறை.
பிளாஸ்டிக் சிதைவு மூலம் தானிய சுத்திகரிப்பு
சூடான வெளியேற்றத்தின் போது, பணிப்பகுதியானது டை வழியாக செல்லும் போது கடுமையான வெட்டு அழுத்தத்தை அனுபவிக்கிறது. இந்த திரிபு ஆற்றல் மாறும் மறுபடிகமயமாக்கலை இயக்குகிறது, அசல் கரடுமுரடான தானிய அமைப்பை சுத்திகரிக்கப்பட்ட, சமநிலைப்படுத்தப்பட்ட அல்லது சற்று நீளமான தானிய வலையமைப்புடன் மாற்றுகிறது. சூடான வெளியேற்றம் மூலம் புனையப்பட்ட p-வகை Bi₂Te₃-அடிப்படையிலான சேர்மங்கள் மீதான ஆராய்ச்சி, வெளியேற்ற வேகம் மறுபடிகமாக்கல் மற்றும் தானிய வளர்ச்சிக்கு இடையே உள்ள சமநிலையை நேரடியாக நிர்வகிக்கிறது என்பதை நிரூபித்துள்ளது. 1.0 மிமீ/நிமிடத்தின் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வேகத்தில், சராசரி தானிய அளவுகள் 1.53 μm வரை அடையலாம், அதனுடன் குறைந்த கோண தானிய எல்லைகளின் அதிக அடர்த்தியும் இருக்கும்.
இந்த குறைந்த கோண எல்லைகள் முக்கியமானவை. சார்ஜ் கேரியர்களை சிதறடிக்கும் மற்றும் மின் கடத்துத்திறனைக் குறைக்கும் உயர்-கோண எல்லைகள் போலல்லாமல், குறைந்த-கோண எல்லைகள் கேரியர் இயக்கத்தை பாதுகாக்கின்றன, அதே நேரத்தில் ஃபோனான் சிதறலுக்கு பங்களிக்கின்றன - இதன் மூலம் லட்டு வெப்ப கடத்துத்திறனை அடக்குகிறது. இந்த இரட்டைச் செயல்பாடானது, கணிசமான இயந்திர வலிமையைப் பெறும்போது, மண்டலம்-உருகிய சகாக்களுடன் போட்டித்தன்மையுடன் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் செயல்திறனைப் பராமரிக்க, வெளியேற்றப்பட்ட பொருட்களை அனுமதிக்கிறது.
அமைப்பு கட்டுப்பாடு மற்றும் அனிசோட்ரோபி மேலாண்மை
Bi₂Te₃ ஒரு அடுக்கு பொருள், மற்றும் அதன் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பண்புகள் வலுவான அனிசோட்ரோபிக் ஆகும். விமானத்தில் உள்ள திசையானது (சி-அச்சுக்கு செங்குத்தாக) குறுக்கு-விமானத்தின் திசையை விட அதிக கேரியர் இயக்கத்தை வெளிப்படுத்துகிறது. எக்ஸ்ட்ரூஷன் ப்ராசசிங் இந்த அனிசோட்ரோபியைப் பயன்படுத்தி, சி-அச்சினை முன்னுரிமையாக வெளியேற்றும் திசையில் சீரமைத்து, ஃபைபர் அமைப்பு என அறியப்படுவதை உருவாக்குகிறது.
0 (சீரற்ற) இலிருந்து 1 (சரியாக சீரமைக்கப்பட்டது) வரையிலான நோக்குநிலை காரணி எஃப் மூலம் அமைப்பின் அளவு கணக்கிடப்படுகிறது. வெளியேற்ற வெப்பநிலை மற்றும் வேகத்தை கவனமாகக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், p-வகைப் பொருட்களில் 0.28-0.41 F மதிப்புகள் அடையப்பட்டுள்ளன. n-வகை Bi₂Te₃ க்கு, விமானத்தில் உள்ள ஆரம்ப அமைப்புடன் வெளியேற்றும் திசையை சீரமைப்பது குறைந்தபட்சம் இரட்டிப்பு அமைப்பு அளவைக் காட்டியுள்ளது, இது 263 cm²V⁻¹s⁻¹ மற்றும் சக்தி காரணிகள் 47.3 μWcm⁻ ஐ நெருங்குகிறது.
உள் கட்டமைப்புகளின் ஒப்பீடு
| ஒப்பீட்டு பொருள் | வெளியேற்றப்பட்ட Bi₂Te₃-Sb₂Te₃ பொருட்கள் | பாரம்பரிய மண்டல உருகும் பொருட்கள் |
|---|---|---|
| உள் கட்டமைப்பு | அடர்த்தியான அமைப்பு | திசை படிக அமைப்பு |
| இயந்திர செயலாக்கம் | வெட்டு மற்றும் மெல்லிய போது அதிக எதிர்ப்பு | பிளவு தொடர்பான குறைபாடுகளுக்கு அதிக உணர்திறன் |
| மெல்லிய சிப் ஃபேப்ரிகேஷன் | 0.2 மிமீ மெல்லிய TEC கூறுகளை ஆதரிக்கிறது | மிக மெல்லிய செயலாக்கத்திற்கு மிகவும் கடினமானது |
| பொருள் நிலைத்தன்மை | கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அமைப்பு சீரான தன்மை | படிக வளர்ச்சி நிலைமைகளைப் பொறுத்தது |
| விண்ணப்பங்கள் | மைக்ரோ TEC, பல-நிலை TEC, துல்லியமான குளிர்ச்சி | வழக்கமான TEC பயன்பாடுகள் |
இயந்திர பண்புகள் TEC தொகுதியின் குறைந்தபட்ச அளவை ஏன் தீர்மானிக்கின்றன
தெர்மோஎலக்ட்ரிக் குளிரூட்டி வடிவமைப்பில், ஒரு தொகுதி எவ்வளவு சிறியதாக மாறும் என்பதை ஒரு எளிய உறவு நிர்வகிக்கிறது: குறைந்தபட்ச கால் உயரம் பொருளின் இயந்திர வலிமையால் வரையறுக்கப்படுகிறது. ஒரு தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கால் அதன் குறுக்குவெட்டு பகுதிக்கு மிகவும் மெல்லியதாக இருக்கும், சாலிடரிங், டைசிங் அல்லது வெப்ப சைக்கிள் ஓட்டுதலின் போது எலும்பு முறிவு ஏற்படும். இது ஒரு தத்துவார்த்த கவலை அல்ல - இது TEC மினியேட்டரைசேஷனில் முதன்மையான தடையாகும்.
வெளியேற்ற செயல்முறை நேரடியாக இந்த தடையை நிவர்த்தி செய்கிறது. தானிய அளவைச் செம்மைப்படுத்துவதன் மூலமும், அதிக அடர்த்தி கொண்ட இடப்பெயர்வுகளை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலமும், மண்டலம்-உருகிய பொருட்களுடன் ஒப்பிடும்போது, வெளியேற்றமானது அழுத்த மற்றும் வெட்டு வலிமை இரண்டையும் கணிசமாக உயர்த்துகிறது.
N-வகை மற்றும் P-வகை இயந்திர சொத்து விவரங்கள்
| இயந்திர சொத்து | N-வகைப் பொருள் | பி-வகை பொருள் |
|---|---|---|
| அமுக்க வலிமை (MPa) | 54.0 | 66.0 |
| வெட்டு வலிமை (MPa) | 16.0 | 21.0 |
| இளம் மாடுலஸ் (GPa) | 47.0 | 42.0 |
| பாய்சன் விகிதம் | 0.30 | 0.30 |
இந்த மதிப்புகள் பொதுவாக மெல்லிய-சிப் செயலாக்கத்திற்குத் தேவையானவற்றின் கணிசமான விளிம்பைக் குறிக்கின்றன. சூழலுக்கு, சூடான-வெளியேற்றப்பட்ட பி-வகை Bi₂Te₃-அடிப்படையிலான சேர்மங்கள் 189-226 MPa ஐ அடைவதற்கான அழுத்த வலிமையுடன் மற்றும் வெளியேற்ற நிலைமைகளைப் பொறுத்து 126-139 MPa வளைக்கும் வலிமையுடன் பதிவாகியுள்ளன. இந்த மேம்படுத்தப்பட்ட பண்புகள், 100 × 100 × 200 μm³ என சிறிய பரிமாணங்களைக் கொண்ட நுண் துகள்களை எலும்பு முறிவு இல்லாமல் வெட்டுவதை சாத்தியமாக்குகிறது.
வெப்ப சைக்கிள் ஓட்டுதல் நம்பகத்தன்மை
வெப்ப சைக்கிள் ஓட்டுதலின் கீழ் நீண்ட கால நம்பகத்தன்மையையும் இயந்திர வலிமை நிர்வகிக்கிறது. ஒரு TEC தொகுதி செயல்படும் போது, தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கால்கள் மீண்டும் மீண்டும் வெப்பம் மற்றும் குளிர்ச்சி சுழற்சிகளை அனுபவிக்கின்றன. தானிய எல்லைகள் பலவீனமான புள்ளிகளாக செயல்படுகின்றன, அங்கு மைக்ரோகிராக்குகள் அணுக்கரு மற்றும் பரவுகிறது. வெளியேற்றத்தால் உற்பத்தி செய்யப்படும் நுண்ணிய, அடர்த்தியான பிணைப்பு அமைப்பு, மண்டலத்தில் உருகிய பொருளின் பிளவு-பாதிப்பு படிக அமைப்பை விட வெப்ப அழுத்தங்களை ஒரே சீராக விநியோகிக்கிறது, சுழற்சி சோர்வுக்கான எதிர்ப்பை மேம்படுத்துகிறது.
0.2 மிமீ த்ரெஷோல்ட்: அல்ட்ரா-தின் சிப் ஃபேப்ரிகேஷனை இயக்குகிறது
0.2 மிமீ தடிமன் கொண்ட தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருளை செயலாக்கும் திறன் என்பது வெறும் உற்பத்தி ஆர்வம் மட்டுமல்ல - இது ஒரு புதிய தலைமுறை கச்சிதமான குளிரூட்டும் சாதனங்களின் பின்னணியில் செயல்படும் தொழில்நுட்பமாகும். இந்த தடிமனில், ஒரு தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கால் உயரம்-அகலம் விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளது, இது வழக்கமான உறுப்பு வடிவவியலுக்கு 1:1ஐ நெருங்குகிறது, அதாவது அசெம்பிளியின் போது கட்டமைப்பு சுமை முக்கியமாக வளைவதை விட சுருக்கமாக இருக்கும்.
மூன்று காரணிகள் வெளியேற்றத்தை இந்த தடிமன் ஆட்சியை செயல்படுத்தும் செயல்முறையாக ஆக்குகின்றன.
குறைக்கப்பட்ட பிளவு உணர்திறன்
மண்டலம்-உருகிய Bi₂Te₃ அடித்தளத் தளத்தில் எளிதில் பிளவுபடுகிறது. ஒரு செதில் தோராயமாக 0.5 மிமீக்குக் கீழே மெல்லியதாக இருக்கும் போது, சிறிய கையாளுதல் அழுத்தங்கள் கூட முழு உறுப்பு முழுவதும் பரவும் பிளவு விரிசல்களைத் தொடங்கலாம். வெளியேற்றும் செயல்முறையானது தவறான தானியங்கள் மற்றும் விரிசல் பரவலைத் திசைதிருப்பும் குறைந்த கோண எல்லைகளை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் இந்த பிளவு பாதையை சீர்குலைக்கிறது. இதன் விளைவாக, டைசிங், பிக்-அண்ட்-பிளேஸ் அசெம்பிளி மற்றும் சாலிடரிங் ஆகியவற்றின் இயந்திர துஷ்பிரயோகத்தை பேரழிவு முறிவு இல்லாமல் பொறுத்துக்கொள்ள முடியும்.
சீரான டைசிங்கிற்கான கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அமைப்பு
பல-உறுப்பு TEC தொகுதிகளில், ஒவ்வொரு காலும் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியான மின் மற்றும் வெப்ப பண்புகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். அமைப்புமுறை நோக்குநிலை உறுப்புக்கு உறுப்புக்கு மாறுபடும் என்றால், தொகுதியின் குளிரூட்டும் செயல்திறன் கணிக்க முடியாததாகிவிடும். எக்ஸ்ட்ரஷன் அவற்றின் நீளத்தில் ஒரே மாதிரியான அமைப்புடன் கூடிய இங்காட்களை உருவாக்குகிறது, ஒரே இங்காட்டுக்குள் வெவ்வேறு நிலைகளில் இருந்து வெட்டப்பட்ட தனிமங்கள் சீரான பண்புகளை வெளிப்படுத்துவதை உறுதி செய்கிறது. பல-நிலை TEC உள்ளமைவுகளில் இந்த நிலைத்தன்மை மிகவும் முக்கியமானது, அங்கு நூற்றுக்கணக்கான உறுப்புகள் வெப்ப சமநிலையில் செயல்பட வேண்டும்.
செயலாக்க உபகரணங்கள் இணக்கத்தன்மை
வெளியேற்றப்பட்ட பொருளின் இயந்திர வலிமை கீழ்நிலை உபகரணத் தேர்வையும் பாதிக்கிறது. பொருள் சிப்பிங்கை எதிர்ப்பதால், உற்பத்தியாளர்கள் அதிக தீவன விகிதங்களை செதில் மற்றும் டைசிங் செய்யும் போது பயன்படுத்தலாம், செயலாக்க நேரம் மற்றும் செலவைக் குறைக்கலாம். இதேபோல், தானியங்கு பிக்-அண்ட்-பிளேஸ் சிஸ்டம்கள் மெல்லிய கூறுகளைக் கையாள முடியும், இது உடைவதற்கான குறைந்த ஆபத்துடன், அதிக-செயல்திறன் அசெம்பிளி லைன்களை செயல்படுத்துகிறது.
வெளியேற்றப்பட்ட தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்களைக் கோரும் பயன்பாடுகள்
வெளியேற்றத்தின் தொழில்நுட்ப நன்மைகள், மெல்லிய, நம்பகமான தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கூறுகள் அவசியமான பல பயன்பாட்டு களங்களில் உறுதியான நன்மைகளாக மொழிபெயர்க்கப்படுகின்றன.
ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன் மற்றும் லேசர் டையோடு கூலிங்
ஆப்டிகல் டிரான்ஸ்ஸீவர்கள் மற்றும் லேசர் டையோட்கள் மிகவும் வெப்பநிலை உணர்திறன் கொண்டவை. அலைநீள சறுக்கல், குறைக்கப்பட்ட வெளியீட்டு சக்தி மற்றும் விரைவான சீரழிவு அனைத்தும் போதிய வெப்பக் கட்டுப்பாட்டின் விளைவாகும். 5G ஆப்டிகல் மாட்யூல்களில், எடுத்துக்காட்டாக, தெர்மோஎலக்ட்ரிக் குளிரூட்டிகள், மில்லிமீட்டர்களில் அளவிடப்படும் தொகுப்புகளில் பொருத்தும்போது, லேசர் சிப் வெப்பநிலையை இறுக்கமான சகிப்புத்தன்மைக்குள் பராமரிக்க வேண்டும்.
0.2 மிமீ மெல்லிய-சிப் திறன் இந்தத் தேவையை நேரடியாக ஆதரிக்கிறது. வெப்ப-வெளியேற்றப்பட்ட Bi₂Te₃-அடிப்படையிலான தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்கள் ஆப்டிகல் மாட்யூல் பயன்பாடுகளில் சரிபார்க்கப்பட்டன, இது தகவல்தொடர்புகள், லேசர் மற்றும் அகச்சிவப்பு அமைப்புகளில் ஒருங்கிணைப்பதற்கான சாத்தியக்கூறுகளுடன் பயனுள்ள ஃபோட்டானிக்-சிப் வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டை நிரூபிக்கிறது. பொருளின் உயர் அழுத்த வலிமையானது, டிரான்ஸ்ஸீவர் தயாரிப்பில் பயன்படுத்தப்படும் சாலிடரிங் மற்றும் அசெம்பிளி செயல்முறைகளில் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கால்கள் உயிர்வாழ்வதை உறுதி செய்கிறது, அங்கு வெப்ப விரிவாக்கம் பொருத்தமின்மை பலவீனமான பொருட்களை உடைக்கும்.
பல-நிலை TEC கட்டமைப்புகள்
பல-நிலை தெர்மோஎலக்ட்ரிக் குளிரூட்டிகள் பல அடுக்கு தெர்மோஎலக்ட்ரிக் தனிமங்களை அடுக்கி, ஒரு நிலை அடைய முடியாத வெப்பநிலை வேறுபாடுகளை அடைகின்றன. ஒவ்வொரு கூடுதல் நிலையும் வெப்ப உந்தித் திறன் மற்றும் அடையக்கூடிய ΔT ஐ அதிகரிக்கிறது, ஆனால் புதிய இயந்திர சவால்களையும் அறிமுகப்படுத்துகிறது. உயர் நிலைகளில் உள்ள கூறுகள் மெல்லியதாக இருக்க வேண்டும், மேலும் அவை குறைந்த நிலைகளில் உள்ள உறுப்புகளுடன் செயல்திறன் நிலைத்தன்மையை பராமரிக்க வேண்டும்.
தோராயமாக 140 K வரையிலான வெப்பநிலையில் இயங்கும் திட-நிலை மல்டி-ஸ்டேஜ் குளிரூட்டிகளுக்கு தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கால்களை உருவாக்குவதற்கு எக்ஸ்ட்ரூஷன் தொழில்நுட்பம் குறிப்பாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. வெளியேற்றப்பட்ட பொருட்களின் இயந்திர பண்புகள் - குறிப்பாக நெருக்கமாக நிரம்பிய பல அடுக்கு கட்டமைப்புகளை இணைக்கும் போது எலும்பு முறிவுக்கான எதிர்ப்பு - இந்த அடுக்கு வடிவமைப்புகளை உற்பத்தி செய்யக்கூடியவை.
மருத்துவ மற்றும் ஆய்வக வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு
தெர்மோஎலக்ட்ரிக் குளிரூட்டிகள் மருத்துவ குளிர்பதன அமைப்புகள், ஆய்வக கருவிகள் மற்றும் துல்லியமான வெப்பநிலை ஒழுங்குமுறை முக்கியமான ஆராய்ச்சி உபகரணங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நோய் கண்டறிதல் சாதனங்களில் வினைத்திறன் நிலைத்தன்மையை பராமரிப்பதில் இருந்து பகுப்பாய்வுக் கருவிகளில் மாதிரி வெப்பநிலையைக் கட்டுப்படுத்துவது வரை பயன்பாடுகள் வரம்பில் உள்ளன.
இந்த அமைப்புகளில், தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருள் வெப்ப செயல்திறன் மற்றும் நீண்ட கால நம்பகத்தன்மை இரண்டையும் வழங்க வேண்டும். வெளியேற்றப்பட்ட Bi₂Te₃-Sb₂Te₃ பொருட்கள் தேவையான கலவையை வழங்குகின்றன: அறை வெப்பநிலைக்கு அருகில் உள்ள தெர்மோஎலக்ட்ரிக் செயல்திறன் மண்டலம்-உருகிய பொருட்களுடன் ஒப்பிடத்தக்கது, ஆயிரக்கணக்கான வெப்ப சுழற்சிகளில் நிலையான செயல்பாட்டை உறுதிசெய்யும் இயந்திர நிலைத்தன்மையுடன்.
தொழில்துறை மற்றும் குறைக்கடத்தி வெப்ப மேலாண்மை
பெரிய விட்டம் வெளியேற்றப்பட்ட இங்காட்கள் - 35 மிமீ வரை விட்டம் மற்றும் 120 மிமீ அல்லது 240 மிமீ நீளம் கொண்டவை - பெரிய குளிரூட்டும் கூறுகள் தேவைப்படும் தொழில்துறை TEC உற்பத்திக்கு சேவை செய்கின்றன. பயன்பாடுகளில் குறைக்கடத்தி உபகரணங்கள், மின்னணு குளிரூட்டும் அமைப்புகள் மற்றும் தொழில்துறை வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு சாதனங்களில் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட வெப்ப மேலாண்மை அடங்கும். வெளியேற்ற செயலாக்கத்தின் அளவிடுதல் உற்பத்தியாளர்கள் ஒற்றை-படிக வளர்ச்சி முறைகளுடன் நடைமுறைக்கு மாறான தொகுதிகளில் இங்காட்களை உற்பத்தி செய்ய அனுமதிக்கிறது.
இங்காட் முதல் தொகுதி வரை: உற்பத்தி திறன் மற்றும் தரக் கட்டுப்பாடு
வெளியேற்றப்பட்ட தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்களை உற்பத்தி செய்வதற்கு ஒரு ஒருங்கிணைந்த உற்பத்தி அணுகுமுறை தேவைப்படுகிறது, இது பொருள் தயாரிப்பு, வெளியேற்ற செயலாக்கம், உறுப்பு உருவாக்கம் மற்றும் தொகுதி அசெம்பிளி ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. வெளியேற்றப்பட்ட பொருட்களுக்கு அவற்றின் செயல்திறன் நன்மைகளை வழங்கும் நுண் கட்டமைப்பு பண்புகளை பராமரிக்க ஒவ்வொரு கட்டமும் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும்.
பொருள் தயாரித்தல் மற்றும் வெளியேற்றம்
செயல்முறை Bi₂Te₃-Sb₂Te₃ திட கரைசல் கலவைகளைத் தயாரிப்பதில் தொடங்குகிறது, ஸ்டோச்சியோமெட்ரி மற்றும் டோபண்ட் அளவுகளை கவனமாகக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் விரும்பிய கேரியர் வகை மற்றும் செறிவை அடைகிறது. தயாரிக்கப்பட்ட பொருள் பின்னர் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வெப்பநிலை மற்றும் திரிபு விகிதம் நிலைமைகளின் கீழ் வெளியேற்றப்படுகிறது. வெளியேற்ற அளவுருக்கள் - வெப்பநிலை, வேகம் மற்றும் குறைப்பு விகிதம் - தானிய அளவு, அமைப்பு தீவிரம் மற்றும் குறைபாடு அடர்த்தி ஆகியவற்றை தீர்மானிக்கிறது, இவை அனைத்தும் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் மற்றும் இயந்திர பண்புகளை பாதிக்கின்றன.
உறுப்பு செயலாக்கம் மற்றும் சட்டசபை
வெளியேற்றத்திற்குப் பிறகு, இங்காட் வேஃபரிங், டைசிங் மற்றும் மேற்பரப்பு தயாரிப்பு மூலம் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கூறுகளாக செயலாக்கப்படுகிறது. வெளியேற்றப்பட்ட பொருளின் மேம்பட்ட இயந்திர வலிமையானது 0.2 மிமீ வரை ஆக்கிரமிப்பு மெலிந்து மற்றும் அதிக மகசூலுடன் துல்லியமான டைசிங் செய்ய அனுமதிக்கிறது. உறுப்புகள் பின்னர் உலோகமயமாக்கப்பட்டு, சாலிடர் செய்யப்பட்டு, தொகுதிகளாக இணைக்கப்படுகின்றன. தர சரிபார்ப்பில் பரிமாண ஆய்வு, மின் சொத்து அளவீடு மற்றும் வெப்ப செயல்திறன் சோதனை ஆகியவை அடங்கும்.
உற்பத்தி உபகரணங்கள்
வெளியேற்றப்பட்ட தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்கள் மற்றும் தொகுதிகளுக்கான முழுமையான உற்பத்தி வரிசையில் பின்வருவன அடங்கும்:
- டின் டிப்பிங் உலை: உறுப்பு முனைகளின் சாலிடர் பூச்சுக்கு
- அதிர்வு ஸ்விங் அச்சு இயந்திரம்: துல்லியமான உறுப்பு பொருத்துதலுக்காக
- வெல்டிங் இயந்திரம்: மின் இணைப்புக்காக
- அடுப்பு: குணப்படுத்துதல் மற்றும் வெப்ப சிகிச்சைக்காக
- விநியோக இயந்திரம்: பிசின் பயன்பாட்டிற்கு
- தானியங்கு சீல் இயந்திரம்: தொகுதி இணைப்பதற்கு
- வெட்டும் இயந்திரம்: வேப்பரிங் மற்றும் டைசிங்கிற்கு
- திடப்படுத்தும் இயந்திரம்: சாலிடர் கூட்டு உருவாக்கம்
- ரிஃப்ளோ சாலிடரிங் உபகரணங்கள்: அதிக நம்பகத்தன்மை சாலிடரிங் செய்ய
- முழு தானியங்கி அச்சிடும் இயந்திரம்: உலோகமயமாக்கல் வடிவங்களுக்கு
அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்
தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்களுக்கான மண்டல உருகலை விட வெளியேற்றத்தின் முதன்மை நன்மை என்ன?
எக்ஸ்ட்ரஷன் ஒரு அடர்த்தியான, நுண்ணிய-தானிய அமைப்புடைய அமைப்பை உருவாக்குகிறது, இது மண்டலத்தில் உருகிய ஒற்றை படிகங்களை விட இயந்திர வலிமையை வழங்குகிறது. இந்த வலிமை நன்மையானது மெல்லிய பரிமாணங்களுக்கு - 0.2 மிமீ வரை - வெட்டுதல், மெலிதல் அல்லது அசெம்பிளி செய்யும் போது எலும்பு முறிவு இல்லாமல், மண்டலம்-உருகிய பொருட்களுடன் போட்டியிடும் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் செயல்திறனைப் பராமரிக்கிறது.
வெளியேற்றப்பட்ட தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்கள் ஒற்றை படிகங்களின் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் செயல்திறனுடன் பொருந்துமா?
ஆம். கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அமைப்பு நோக்குநிலை மற்றும் தானிய சுத்திகரிப்பு மூலம், வெளியேற்றப்பட்ட Bi₂Te₃ அடிப்படையிலான பொருட்கள் மண்டலம்-உருகிய மாதிரிகளுடன் ஒப்பிடக்கூடிய கேரியர் இயக்கம் மற்றும் சக்தி காரணிகளை அடைகின்றன. நுண்ணிய அமைப்பு கூடுதல் ஃபோனான் சிதறலை அறிமுகப்படுத்துகிறது, இது லட்டு வெப்ப கடத்துத்திறனைக் குறைக்கிறது, இது தகுதியின் ஒட்டுமொத்த எண்ணிக்கையை மேம்படுத்துகிறது.
வெளியேற்றப்பட்ட இங்காட்களில் இருந்து என்ன சிப் தடிமன்களை நம்பத்தகுந்த முறையில் உருவாக்க முடியும்?
வெளியேற்றப்பட்ட Bi₂Te₃-Sb₂Te₃ பொருட்கள் 0.2 மிமீ தடிமன் வரை தெர்மோஎலக்ட்ரிக் சிப் தயாரிப்பை ஆதரிக்கின்றன. இந்த திறன் பொருளின் சுருக்க வலிமை (54–66 MPa) மற்றும் வெட்டு வலிமை (16–21 MPa) மூலம் செயல்படுத்தப்படுகிறது, இது தீவிர மெல்லிய செயலாக்கம் மற்றும் தானியங்கு சட்டசபைக்கு போதுமான கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாட்டை வழங்குகிறது.
வெளியேற்றப்பட்ட பொருட்கள் பல-நிலை TEC உள்ளமைவுகளுக்கு ஏற்றதா?
முற்றிலும். பல-நிலை TEC களுக்கு பல உறுப்புகளில் நிலையான செயல்திறன் மற்றும் குவியலிடுதலின் போது இயந்திர ஆயுள் தேவைப்படுகிறது. வெளியேற்றப்பட்ட பொருட்களின் சீரான அமைப்பு மற்றும் உயர் இயந்திர வலிமை ஆகியவை இந்த பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானவை, மேலும் ~140 K வரையிலான வெப்பநிலையில் செயல்படும் பல-நிலை குளிரூட்டிகளுக்கு கால்களை உருவாக்குவதற்கு எக்ஸ்ட்ரூஷன் தொழில்நுட்பம் பயன்படுத்தப்பட்டது.
வெளியேற்றப்பட்ட தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்களுக்கு என்ன இங்காட் பரிமாணங்கள் உள்ளன?
நிலையான வெளியேற்றப்பட்ட இங்காட் பரிமாணங்களில் 120 மிமீ மற்றும் 240 மிமீ நீளம், 25 மிமீ, 30 மிமீ மற்றும் 35 மிமீ விட்டம் ஆகியவை அடங்கும். இந்த பரிமாணங்கள் மைக்ரோ-TEC உறுப்பு உற்பத்தி மற்றும் பெரிய தொழில்துறை குளிரூட்டும் கூறுகள் இரண்டையும் ஆதரிக்கின்றன.
வெளியேற்றப்பட்ட தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பொருட்கள் உங்கள் TEC உற்பத்தி விளைச்சலை எவ்வாறு மேம்படுத்தலாம் மற்றும் மெல்லிய சாதனக் கட்டமைப்புகளை எவ்வாறு செயல்படுத்தலாம் என்பதை ஆராயத் தயாரா?
எங்களை தொடர்பு கொள்ளவும்
