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Development of contacts for Mg2(Si,Sn)-based thermoelectric devices within a CALPHAD-based ICME framework

Tumminello, S. und Fries, S.G. und de Boor, J. und Müller, E. (2022) Development of contacts for Mg2(Si,Sn)-based thermoelectric devices within a CALPHAD-based ICME framework. CALPHAD XLIX 2022, 22.-27. Mai 2022, Stockholm, Sweden.

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264kB

Kurzfassung

Mg (Si,Sn)-based/electrode contacts are crucial in the manufacturing of thermoelectric devices. The contact of dissimilar materials, of semiconducting and metallic type, is typically done using several contacting layers, e. g. solder fillers, diffusion barriers, which produce bonding layers by diffusionreaction in the interconnection zone (IZ). The multiphase/multilayered bonded region has intrinsic dissimilar physico-chemical properties; therefore, the IZ is susceptible to degradation and/or failure during long-term operation under a thermal gradient. A CALPHAD-based ICME approach using the ThermoCalc-Python framework is being used to simulate the diffusion-reaction phenomena at the IZ to identify expected bonding layers, thickness and morphology. Thermodynamic and kinetic calculations proved valuable for selection of optimal process conditions and potential contacting layers. Process conditions can be optimized to avoid undesired phases or to fine tune layer thicknesses and microstructure of desired phases. The interaction between the model parameters and the optimization as a whole largely profits from the ICME approach.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/191560/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Development of contacts for Mg2(Si,Sn)-based thermoelectric devices within a CALPHAD-based ICME framework
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Tumminello, S.German Aerospace Center, Institute of Materials Research, Köln, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-6065-141XNICHT SPEZIFIZIERT
Fries, S.G.Ruhr University BochumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
de Boor, J.German Aerospace Center, Institute of Materials Research, Köln, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-1868-3167NICHT SPEZIFIZIERT
Müller, E.German Aerospace Center, Institute of Materials Research, Köln, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-9499-9473NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 Mai 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:CALPHAD, ICME, Thermoelectric generators, contacts
Veranstaltungstitel:CALPHAD XLIX 2022
Veranstaltungsort:Stockholm, Sweden
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:22.-27. Mai 2022
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Thermochemische Prozesse
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Thermoelektrische Materialien und Systeme
Hinterlegt von: Tumminello, Silvana
Hinterlegt am:05 Dez 2022 11:46
Letzte Änderung:27 Mär 2024 15:08

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