مواد و ساخت پیشرفته

در تحقیقات اخیر، مواد و دستگاه­های ترموالکتریکی به وسیله تکنولوژی ساخت افزایشی تولید شدند.

مواد ترموالکتریک می توانند به طور مستقیم انرژی گرمایی را به انرژی الکتریکی و برعکس تبدیل کند. با این حال، بازده تبدیل ژنراتورها و خنک کننده های ترموالکتریکی پایین تر از ژنراتورهای و مبردهای الکتریکی سنتی است. کنترل دقیق ترکیب مواد ترموالکتریکی، توسعه فناوریهای جدید آماده سازی و بهینه سازی ساختارهای هندسی دستگاه ها، استراتژیهای اصلی برای افزایش راندمان تبدیل هستند.

ساخت افزایشی (چاپ سه بعدی) یک روش سنتز از پایین به بالا است که می تواند هندسه های پیچیده ای از داده های مدل سه بعدی ایجاد کند. این روش دارای مزایای بسیاری از قبیل ساخت سریع سازه های هندسی پیچیده، تولید انبوه، با صرفه جویی در مواد اولیه و زمان و کاهش فیکسچر و ابزارآلات است. بنابراین، تکنیک ساخت افزایشی به ویژه برای ساخت تقریباً هر شکلی از مواد یا دستگاه های ترموالکتریکی مناسب است. ساخت افزایشی موضوعی است که به سرعت در تحقیقات و فناوری در حال گسترش است.

استفاده از تکنیک های ساخت افزایشی در مواد و دستگاه های ترموالکتریکی در مراحل ابتدایی است اما موضوعی نوظهور است. در تحقیقات اخیر مروری بر پیشرفت تحقیقات و مشکلات موجود در مواد و دستگاه های ترموالکتریکی ساخته شده به وسیله ساخت افزایشی ارائه شده است. چالش های تکنیک های تولید افزودنی برای این مواد نیز مورد بحث قرار گرفته است. تکنیک های متفاوت ساخت افزایشی برای مواد ترموالکتریک بکار برده و خواص ترموالکتریکی مواد ساخته شده با تکنیک های ساخت افزایشی خلاصه شدند. به این وسیله چندین روش تولید ساخت افزایشی برای مواد و دستگاه های ترموالکتریکی مشخص‌تر شده است: دستگاه استریولیتوگرافی، مدل سازی رسوب ذوبی ، ذوب یا تف جوشی انتخابی با استفاده از لیزر، و چاپ محلول.

نتایج این تحقیقات در مقاله ای تحت عنوان " Thermoelectric materials and devices fabricated by additive manufacturing" چاپ شده است.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0042207X20302219