КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ ПЛАСТИНА, ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ БРУСОК, КОМПОНЕНТ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ПЛАСТИНЫ

1. Кристаллическая пластина, базовые плоскости которой взаимнопараллельны и имеют ориентацию {0001}, выращенная методом направленной кристаллизации из термоэлектрического слоистого материала ромбоэдрической сингонии n- либо р-типа проводимости, характеризующегося наличием множества кристаллографических плоскостей спайности, имеющих практически одно кристаллографическое направление с образованием текстуры с углом разориентации α≤6° и ориентированных практически параллельно базовым плоскостям кристаллической пластины, при этом угол между направлением максимальной термоэлектрической эффективностью материала и направлением максимальной скорости роста пластины практически равен нулю.
2. Кристаллическая пластина по п.1, характеризующаяся тем, что ее толщина составляет величину из диапазона 0,1-5 мм.
V
VI
3. Кристаллическая пластина по п.1, характеризующаяся тем, что в качестве термоэлектрического материала использованы твердые растворы на основе АВ n- или р-типа проводимости.
4. Прямоугольный кристаллический брусок, вырезанный из стопы, по крайней мере, двух кристаллических пластин по п.1, характеризующийся тем, что он имеет три пары плоскостей, одна из которых образует противолежащие параллельные между собой стороны с ориентацией {0001}, а две другие пары образуют, соответственно, противолежащие взаимнопараллельные продольные стороны и противолежащие боковые стороны бруска, при этом противолежащие взаимнопараллельные продольные стороны бруска являются плоскостями резания стопы пластин, ориентированными перпендикулярно плоскостям {0001}.
5. Прямоугольный брусок по п.4, характеризующийся тем, что угол между направлением максимальной термоэлектрической эффективности и плоскостью резания как в каждой пластине, так и в стопе, составляет угол, практически равный 90°.
6. Прямоугольный брусок по п.4, характеризующийся тем, что он на каждой из противолежащих боковых сторон бруска имеется слой припоя, скрепляющий кристаллические пластины в стопу.
7. Прямоугольный брусок по любому из пп.4 и 6, характеризующийся тем, что в качестве материала припоя, скрепляющего кристаллические пластины в стопу, использован сплав Sn-Bi.
8. Компонент для производства термоэлектрических модулей, вырезанный из прямоугольного кристаллического бруска по п.4, характеризующийся тем, что он имеет три пары взаимноперпендикулярных плоскостей, одна из которых образует противолежащие параллельные между собой плоскости с ориентацией {0001}, а две другие пары плоскостей образуют, соответственно, первую пару противолежащих плоскостей резания с нанесенным на них металлическим покрытием и вторую пару противолежащих плоскостей резания, перпендикулярную первой паре резания, при этом угол между направлением максимальной термоэлектрической эффективности и первой парой плоскостей резания с нанесенным на них слоистым металлическим покрытием составляет угол, практически равный 90°.
9. Компонент по п.8, характеризующийся тем, что металлическое покрытие на первой паре плоскостей резания выполнено из материалов, взятых из ряда: молибден, никель, соединения никель-олово, соединения висмут-сурьма, соединения олово-висмут, или из комбинации указанных металлов.
10. Способ производства кристаллических пластин по. п.1 методом направленной кристаллизации в поле градиента температур, включающий загрузку сырьевого материала в контейнер, снабженный нагревателем и установленный над матрицей вертикально ориентированных графитовых пластин, каждая из которых имеет входной канал для ввода расплавленного сырьевого материала и полость, сопряженную в нижней части с зигзагообразным каналом, последующий нагрев материала в контейнере до температуры плавления, сопровождающийся перетеканием расплавленного сырьевого материала в полость графитовых пластин, и создание вертикально ориентированного градиента температур, при этом направленную кристаллизацию ведут со скоростью не более 0,5 мм/мин путем снижения температуры нагревателя.
11. Способ по п.10, характеризующийся тем, что как полость, так и зигзагообразный канал каждой графитовой пластины, имеют плоскую конфигурацию и лежат в одной плоскости.
12. Способ по п.10, характеризующийся тем, что градиент температур в полости каждой профилированной графитовой пластины создают путем расположения матрицы вертикально ориентированных графитовых пластин на охлаждаемом пьедестале, так что зигзагообразный канал каждой графитовой пластины расположен со стороны охлаждаемого пьедестала, а входной канал каждой графитовой пластины расположен со стороны нагревателя.