Spinodal Decomposition in Half-Heusler Alloys: A nanostructuring route towards high efficiency thermoelectric materials
Project goals
The proposed project will focus on nanostructured thermoelectric materials in {Ti,Zr,Hf}NiSn (half-Heusler) alloys with the aim to optimize thermal treatment and improve thermoelectric properties. Experimental equipment and know-how of both workplaces will be used in close collaboration. In the Institute of Physics of Materials, AS CR in Brno, a Netzsch equipment for thermal analysis will be employed (P. Brož, F. Zelenka, A. Kroupa, A. Zemanová) to perform differential thermal analysis and differentialscanning calorimetry up to 1400 °C. Software THERMOCALC and MTDATA and experienced team members (J. Vřešťál, A. Kroupa, P. Brož, F. Zelenka, A. Zemanová) enable us to perform qualified calculations of phase equilibria by the CALPHAD method. TEM-SEM-EDX analyses will be performed by J. Buršík. Last but not least, team member J. Pavlů has long term experience with ab initio calculations by the VASP code. In the Institut für Festkörperphysik, TU Wien equipment is available for the preparation of nanostructured thermoelectrics of high ZT (high energy ball mill, uniaxial hot press system, high pressure torsion). High expertise covers X-ray and neutron diffraction techniques for crystal structure and crystallite size/dislocation density analyses and a broadvariety of property studies of thermoelectric materials. The combination of know-how, expertise and equipment from both institutions is a perfect symbiosis with good synergies to tackle the proposed goals of the project. The state-of-the-art experimentswill provide reliable knowledge on the temperature dependent solubility limits and on the mechanical properties. Together with the results of microstructural studies they will be used for the optimization of thermoelectric properties via nanostructuring.
Keywords
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
—
Call for proposals
FP6-2002-Mobility-11
Main participants
Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i.
Contest type
RP - Co-financing of EC programme
Contract ID
MSMT-1462/2015-1
Alternative language
Project name in Czech
Spinodální rozpad v half-Heuslerových slitinách: nanostrukturní cesta k termoelektrikám s vysokou účinností
Annotation in Czech
Předkládaný projekt se zabývá nanostrukturovanými termoelektrickými materiály v systému {Ti,Zr,Hf}NiSn (half-Heuslerovými slitinami) s cílem optimalizace tepelného zpracování a zlepšení termoelektrických vlastností. Experimentální zařízení a know-how obou pracovišť bude používáno v úzké spolupráci. V Ústavu fyziky materiálů AV ČR v Brně využijeme zařízení fy Netzsch pro termickou analýzu (DTA a DSC) až do 1400 °C (P. Brož, F. Zelenka, A. Kroupa, A. Zemanová). Software THERMOCALC a MTDATA spolu se zkušenostmi členů týmu (J. Vřešťál, A. Kroupa, P. Brož, F. Zelenka, A. Zemanová) umožní provádět pokročilé výpočty fázových rovnovah metodou CALPHAD. TEM, SEM a EDX analýzy mikrostruktury vybraných stavů zajistí J. Buršík. J. Pavlů má dlouhodobé zkušenosti s ab initio výpočty pomocí programu VASP, které budou využity v projektu. Na Ústavu fyziky pevných látek TU ve Vídni jsou k dispozici zařízení pro přípravu nanostrukturovaných termoelektrik s vysokým ZT (vysokoenergiový kulový mlýn, systém pro jednoosý tlakza vysokých teplot, systém pro torzní deformaci). Vysoká odbornost pracoviště zahrnuje také techniky rentgenovské a neutronové difrakce pro určení krystalové struktury a parametrů mikrostruktury a řadu technik pro určení vlastností termoelektrických materiálů. Kombinace know-how, vysoké odbornosti a vybavení obou pracovišť poskytuje dobré podmínky pro synergii a zaručuje zvládnutí navrhovaných cílů projektu. Pokročilé experimenty poskytnou spolehlivé údaje o mezích rozpustnosti i o mechanických vlastnostech systémů a spolu s výsledky mikrostrukturního studia budou použity pro optimalizaci termoelektrických vlastností metodou nanostrukturování.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
This project was being realized in the framework of the MOBILITY Activity that aims primarily on establishing and strenghtening ties with foreign research institutions. The control of particular outputs is not implemented by the evalution committee, but the correctness of allocated finances and the adequacy of their use are checked.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2015
Realization period - end
Dec 31, 2016
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Feb 15, 2016
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP17-MSM-7A-U/02:1
Data delivery date
Jun 28, 2017
Finance
Total approved costs
126 thou. CZK
Public financial support
126 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
126 CZK thou.
Public support
126 CZK thou.
100%
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
CEP
BJ - Thermodynamics
Solution period
01. 01. 2015 - 31. 12. 2016