ਵਿਗਿਆਨ ਤੇ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਮੰਤਰਾਲਾ
ਥਰਮੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਯੰਤਰਾਂ ਲਈ ਨਵੀਂ ਘੱਟ ਕੀਮਤ ਵਾਲੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਸੰਪਰਕ ਸਮੱਗਰੀ
• ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਸਥਿਰ
• ਥਰਮੋਸਟੈਟਿਕ ਪਦਾਰਥ ਆਪਣੇ ਦੋਵਾਂ ਪਾਸਿਆਂ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਅੰਤਰ ਨੂੰ ਵਰਤ ਕੇ ਬਿਜਲੀ ਪੈਦਾ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ
• ਡਿਵਾਈਸ ਇੱਕ ਛੋਟੇ ਹੀਟ ਪੰਪ ਦੇ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਵੀ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ
ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਥਰਮੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਯੰਤਰਾਂ ਲਈ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਘੱਟ ਲਾਗਤ ਵਾਲੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਸੰਪਰਕ ਸਮੱਗਰੀ ਤਿਆਰ ਕੀਤੀ ਹੈ ਜੋ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ‘ਤੇ ਸਥਿਰ ਹੈ। ਇਹ ਥਰਮੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪਦਾਰਥ ਆਪਣੇ ਦੋਵਾਂ ਪਾਸਿਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਅੰਤਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਬਿਜਲੀ ਪੈਦਾ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਥਰਮੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਡਿਵਾਈਸ ਇੱਕ ਪਾਸਿਓਂ ਦੂਜੇ ਪਾਸੇ ਵੱਲ ਚਲਦੀ ਗਰਮੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਿਆਂ, ਗਰਮਾਇਸ਼ ਦੇਣ ਵਾਲੇ ਇੱਕ ਛੋਟੇ ਪੰਪ ਦੇ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਵੀ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ।
ਥਰਮੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਸਮੱਗਰੀ ਥਰਮਲ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਸਿੱਧੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੁਆਰਾ ਬਿਜਲੀ ਵਿੱਚ ਬਦਲਦੀ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਸੋਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਅਤੇ ਫੋਨੋਨ ਡਿਫਿਊਜ਼ਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਇਹ ਸਿਧਾਂਤ ਦੋ ਸਦੀਆਂ ਤੋਂ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਇਸਦੀ ਵਰਤੋਂ ਸੀਮਿਤ ਸੀ ਕਿਉਂਕਿ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਜਾਣੇ ਜਾਂਦੇ ਥਰਮੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦੀ ਊਰਜਾ ਤਬਦੀਲੀ ਦੀ ਦਕਸ਼ਤਾ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੈ। ਨੈਨੋ ਤਕਨਾਲੋਜੀ, ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਦਕਸ਼ਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਲਿਆਉਣ ਲਈ ਨਵੀਨਤਾਵਾਂ ਲੈ ਕੇ ਆਈ, ਪਰੰਤੂ 6-10% ਦੀ ਘੱਟ ਉਪਕਰਣ ਤਬਦੀਲੀ ਦੀ ਦਕਸ਼ਤਾ ਕਾਰਨ ਅਜਿਹੀਆਂ ਕਾਢਾਂ ਦੀ ਵਿਸ਼ਾਲ-ਮਾਰਕੀਟ ਉਪਯੋਗਤਾ ਸੀਮਿਤ ਰਹੀ। ਇਸ ਨਾਲ ਬਿਜਲੀ ਦਾ ਉਤਪਾਦਨ ਹੋਰ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਨਾਲੋਂ ਮਹਿੰਗਾ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿਭਾਗ ਦੀ ਇੱਕ ਖੁਦਮੁਖਤਿਆਰੀ ਸੰਸਥਾ, ਇੰਟਰਨੈਸ਼ਨਲ ਐਡਵਾਂਸਡ ਰਿਸਰਚ ਸੈਂਟਰ ਫਾਰ ਪਾਊਡਰ ਮੈਟਾਲਰਜੀ ਐਂਡ ਨਿਊ ਮੈਟੀਰੀਅਲਜ਼  ਦੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਲੈੱਡ ਟੈਲੁਰਾਈਡ  ਅਤੇ ਮੈਗਨੀਸ਼ੀਅਮ ਸਟੈਨਾਈਟ ਸਿਲੀਸਾਈਡ  ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਿਆਂ ਥਰਮੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਮੋਡਿਊਲ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਅਤੇ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ 10% ਤੋਂ ਵੱਧ ਪਰਿਵਰਤਨ ਦਕਸ਼ਤਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਕੰਮ ‘ਮੈਟੀਰੀਅਲਜ਼ ਰਿਸਰਚ ਬੁਲੇਟਿਨ’ ਰਸਾਲੇ ਵਿੱਚ ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਤ ਹੋਇਆ ਹੈ।
ਥਰਮੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਡਿਵਾਈਸ, ਜਿਸ ਨੂੰ ਸੈਮੀ-ਕੰਡਕਟਰ ਥਰਮੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪਦਾਰਥਾਂ ਨਾਲ ਬਿਜਲੀ ਨਾਲ ਜੁੜੇ ਇੱਕ ਧਾਤ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੀ ਜ਼ਰੂਰਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਨੂੰ ਦੋ ਜ਼ਰੂਰੀ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਜੋੜ  ਉੱਚੇ ਓਪਰੇਟਿੰਗ ਤਾਪਮਾਨ  ‘ਤੇ ਸਥਿਰ ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਦਾ ਥਰਮੋ ਕੈਮੀਕਲ ਨਿਘਾਰ ਨਹੀਂ ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ। ਇਸਦਾ ਘੱਟੋ ਘੱਟ ਸੰਪਰਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਕਰੰਟ ਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ ਅਤੇ ਡਲਿਵਰ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸ਼ਕਤੀ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਪਹੁੰਚ ਸਕੇ।
ਏਆਰਸੀਆਈ ਦੀ ਟੀਮ ਨੇ ਥਰਮੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਜਨਰੇਟਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਇੱਕ ਸਥਿਰ ਬਿਸਮਥ-ਡੋਪਡ ਐੱਮਜੀ2 -ਸੀਯੂ -Cu) ਜੋੜ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਇੱਕ ਪ੍ਰਣਾਲੀਗਤ ਪਹੁੰਚ ਨਾਲ ਵੱਖੋ ਵੱਖਰੇ ਧਾਤੂਕਰਨ ਦੇ ਢੰਗਾਂ ਅਤੇ ਡਿਫਿਊਜ਼ਨ ਬੈਰੀਅਰ ਮੈਟੀਰੀਅਲਜ਼ ਦੀ ਪੜਤਾਲ ਕੀਤੀ। ਬਿਸਮਥ-ਡੋਪਡ ਮੈਗਨੀਸ਼ੀਅਮ ਸਿਲੀਸਾਈਡ ਸਟੈਨਾਈਡ  ਬੀਆਈ0.02) ਦੇ ਪਾਊਡਰ ਨੇ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ-ਸਟੈਪ ਡਾਇਰੈਕਟ ਵੈਕਯੂਮ ਹੌਟ ਪ੍ਰੈਸਿੰਗ ਨਾਲ 400° C ਤੱਕ ਥਰਮੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਮੋਡਿਊਲ ਵਿੱਚ ਵਰਤਣ ਲਈ ਮਕੈਨੀਕਲ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਸਥਿਰ ਢੁੱਕਵੀਂ ਮੈਟਲਾਈਜ਼ਡ ਪਰਤ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਸੰਘਣੀ ਗੋਲੀ ਦਾ ਉਤਪਾਦਨ ਕੀਤਾ।
ਸੰਘਟਕ ਤੱਤਾਂ ਦੇ ਇੰਡੱਕਸ਼ਨ ਪਿਘਲਣ ਅਤੇ ਠੋਸ ਇੰਗਟਸ ਦੀ ਬਾਲ ਮਿਲਿੰਗ ਦੁਆਰਾ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਬਿਸਮਥ-ਡੋਪਡ ਮੈਗਨੀਸ਼ੀਅਮ ਸਿਲਾਈਡ ਸਟੈਨਾਈਡ ਪਾਊਡਰ ਐੱਸਐੱਸ304 ਅਤੇ ਤਾਂਬੇ  ਪਾਊਡਰ ਨਾਲ ਹੌਟ ਪ੍ਰੈੱਸ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਜੋੜ ਦਾ ਖਾਸ ਸੰਪਰਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਤਕਰੀਬਨ 4.4 µΩ.cm2 ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਇਸ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿੱਚ ਹੁਣ ਤਕ ਦੱਸਿਆ ਗਿਆ ਸਭ ਤੋਂ ਘੱਟ ਮੁੱਲ ਹੈ।
ਇੰਟਰਫੇਸ ‘ਤੇ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਪਰਤਾਂ ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਵਿੱਚ ਮਾਮੂਲੀ ਤਬਦੀਲੀ ਦੇ ਨਾਲ, ਜੁਆਇੰਟ ਨੇ 15 ਦਿਨਾਂ ਲਈ 450° ਸੈਂਟੀਗਰੇਡ ਤੱਕ ਦੀ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਦਰਸਾਈ। ਇਹਨਾਂ ਜੋੜਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ, ਇੱਕ ਥਰਮੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਉਪਕਰਣ ਨੂੰ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਦੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਲਈ ਜਾਂਚਿਆ ਗਿਆ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 1 ਐੱਸਐੱਸ304 ਬੈਰੀਅਰ ਲੇਅਰ ਦੇ ਨਾਲ ਐੱਮਜੀ2 ਬਾਈ0.02-ਸੀਯੂ ਜੁਆਇੰਟ ਦੀ ਅਨੀਲਿੰਗ ਦੇ ਨਾਲ ਟੀਈ ਲੈਗਜ਼, ਐੱਸਈਐੱਮ ਮਾਈਕਰੋਗ੍ਰਾਫ, ਅਤੇ ਸੰਪਰਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਦੀ ਭਿੰਨਤਾ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 1 ਐੱਸਐੱਸ 304 ਡਿਫਿਊਜ਼ਨ ਬੈਰੀਅਰ ਲੇਅਰ  ਦੇ ਨਾਲ ਐੱਮਜੀ2 ਬਾਈ0.02-ਸੀਯੂ ਜੁਆਇੰਟ ਦਾ ਐੱਸਈਐੱਮ ਮਾਈਗ੍ਰੋਗ੍ਰਾਫ ਅਤੇ 450° C ‘ਤੇ ਐਨੀਲਿੰਗ ਸਮੇਂ ਦੇ ਨਾਲ ਖਾਸ ਸੰਪਰਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਦੀ ਭਿੰਨਤਾ। ਇੰਟਰਫੇਸ ਮਕੈਨੀਕਲ ਨੁਕਸਾਂ ਤੋਂ ਮੁਕਤ ਹਨ ਜੋ ਕਿਐੱਸਐੱਸ304 ਦੇ ਨਾਲ ਸੀਯੂ ਦੇ ਸੰਪੂਰਨ ਡਿਫਿਊਜ਼ਨ ਬੰਧਨ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ।
SS304/Mg2Si0.38Sn0.6Bi0.02 ਇੰਟਰਫੇਸ ‘ਤੇ, ਦੋ ਸਬਲੇਅਰਾਂ ਨਾਲ ਇੱਕ ਨਿਰੰਤਰ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਪਰਤ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਪਰਤਾਂ ਦੀ ਸੰਯੁਕਤ ਮੋਟਾਈ 12 ਤੋਂ 30 µm ਤੱਕ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਨ੍ਹਾਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਪਰਤਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਐੱਮਜੀ2 ਬਾਈ0.02 ਅਤੇ ਐੱਸਐੱਸ 304 ਵਿਚਕਾਰ ਚੰਗੀ ਬਾਂਡਿੰਗ ਆਮ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਟੀਈ ਮੋਡਿਊਲ ਵਿੱਚ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ 3 ਮਿਲੀਮੀਟਰ x 3 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਦੇ ਕਰਾਸ-ਸੈਕਸ਼ਨ ਲੈਗਜ਼ ਤੱਕ ਮਸ਼ੀਨੀ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਡਾਈਸਿੰਗ ਲਈ ਹੌਟ-ਪ੍ਰੈਸਡ ਪੈਲੇਟਸ ਨੂੰ ਢੁੱਕਵਾਂ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਖੋਜ ਨੇ ਇੱਕ ਟੀਈਜੀ ਬਣਾਉਣ ਲਈ 5 µΩ.cm2 ਤੋਂ ਵੀ ਘੱਟ ਸੰਪਰਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਭਰੋਸੇਮੰਦ ਧਾਤ-ਥਰਮੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਜੋੜ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ-ਸਟੈਪ, ਘੱਟ ਲਾਗਤ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ।
ਪਬਲੀਕੇਸ਼ਨ ਲਿੰਕ: https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2020.111147
ਵਧੇਰੇ ਜਾਣਕਾਰੀ ਲਈ, ਕਿਰਪਾ ਕਰਕੇ ਸੰਪਰਕ ਕਰੋ: ਡਾ. ਸਿਵਾ ਪ੍ਰਹਸਮ,
sprakash(at]arci[dot]res[dot]in, ਫੋਨ: 044-66632812