«Исследование, разработка технологий и изготовление экспериментальных образцов узлов и систем преобразователей тепловой энергии в электрическую. Этап 2021» заключительный, этап 2.
Многослойная металлокерамическая композиция Термоэмиссионный преобразователь Сегментированные термоэлементы Высокодисперсионное распыление расплава Радиоизотопный термоэлектрический генератор Полупроводниковая термоэлектрическая батарея
Целью работы является разработка технологий и организация производства на территории РФ средне- и высокотемпературных полупроводниковых и термоэмиссионных преобразователей тепла в электричество, в том числе в составе радионуклидных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ) космического назначения.
В результате проведённой работы: разработаны эскизные проекты базовых конструкций сегментированных среднетемпературных (до 500 0С) и каскадированных высокотемпературных (80-800 0С) ПТЭБ; изготовлены низко-, среднетемпературные ТЭМ и ПТЭБ; проведены исследования влияния технологических факторов изготовления и компактирования на тепло- и электрофизические свойства, структуру и состав высокотемпературных ТЭМ, изготовлены стенды для испытаний ПТЭБ, в том числе и в составе электрического макета РИТЭГ; предложен конструктивный подход к созданию высокотемпературного (80-800 0С) РИТЭГ мощностью 100 Вт; обновлён архив статистических справочных данных с результатами термоциклических испытаний тэрмоэмисионных преобразователей.
Разработан эскизный проект базовой конструкции сегментированной среднетемпературной (до 500 °С) ПТЭБ с параметрами ПТЭБ-6,5/3,5 для РИТЭГ космического назначения (разработано ТЗ, КД на стадии эскизного проекта, изготовлены четыре макета ПТЭБ, разработана программа испытаний макетов, проведены теплофизические испытания макетов ПТЭБ, выпущена пояснительная записка эскизного проекта).
Разработана конструкторская документация и изготовлены элементы модернизированной технологической линии изготовления среднетемпературных ТЭМ и ПТЭБ (установка дистилляции, минимизирующей прилипание конденсата к материалу реторты; высокотемпературные пресс-формы, графитовых нагревателей к вакуумным прессам; система компьютерного контроля технологических процессов вакуумного прессования и измерения термоэлектрических характеристик синтезируемых материалов). На разработанном и изготовленном в рамках первого этапа работ оборудовании проведены исследования низко-, средне- и высокотемпературных материалов. Испытания модернизированных элементов проведены в процессе работы с ними и показали свою работоспособность: уменьшен расход ТЭМ при изготовлении контрольных заготовок, повышено качество прессования заготовок, улучшена точность теплофизических измерений.
В рамках создания современных ТЭМ и технологий, направленных на повышение ресурсных и эксплуатационных характеристик высокотемпературных ПТЭБ: разработаны технологии синтеза высокотемпературных ТЭМ на основе сплавов кремний-германий (в том числе сплавов с низким (5-10%) содержанием германия) и высшего силицида марганца (ВСМ – MnSi 1,71-1,75) методом МАС; исследованы зависимости структуры, элементного, фазового состава, удельной поверхности и дисперсности порошков, получаемых ТЭМ от режима синтеза; разработаны технологии компактирования полученных методом МАС высокотемпературных ТЭМ методами ГПВ и ИПС; проведены исследования зависимости структуры, элементного и фазового состава, термоэлектрических свойств высокотемпературных ТЭМ, полученных методом МАС, от режимов компактирования методами ГПВ и ИПС.
В рамках работ по разработке технологии изготовления низко-, средне- и высокотемпературных полупроводниковых ТЭМ и ПТЭБ на их основе с применением современного технологического оборудования:
- разработан испытательный стенд на базе макета РИТЭГ для проведения тепло- и электрофизических испытаний ПТЭБ и изготовлены элементы стенда;
- разработаны лабораторные технологические инструкции по коммутации и сборке сегментированных низко-среднетемпературных ПТЭБ с разработкой соответствующих разделов по обеспечению современных требований безопасности;  
- разработан, изготовлен и сдан в эксплуатацию измерительный стенд на современной элементной базе для определения удельной электропроводности и коэффициента термо-ЭДС термоэлектрических ветвей сегментированных среднетемпературных ПТЭБ.
В рамках работ по разработке базовой конструкции РИТЭГ космического и специального назначения на диапазон температур 80-800 °С электрической мощностью до 100 В:
- разработано техническое предложение по созданию конструкции опытного образца термоэлектрического генератора на диапазон температур 80-800 °С мощностью до 100 Вт.
В рамках работ по разработке технологий, направленных на повышение электрофизических свойств перспективных ТЭМ широкого температурного диапазона, полученных методом ВДРР и технологий изготовления ПТЭБ на их основе для применения в РИТЭГ космического назначения:
- разработано техническое задание на создание базовой конструкции термоэлектрического преобразователя на диапазон температур 80-800 °С;
- выпущена пояснительная записка эскизного проекта базовой конструкции термоэлектрического преобразователя на диапазон температур 80-800 °С;
- разработана программа испытаний опытных образцов термоэлектрических преобразователя на диапазон температур 80-800 °С;
- проведена отработка технологии формирования электроизолирующих слоёв с высокой теплопроводностью на конструкционных элементах ПТЭБ;
- разработана технология получения среднетемпературных ТЭМ на основе сплавов TAGS и LAST методом ВДРР;
- изготовлены и испытаны опытные образцы среднетемпературного каскада базовой конструкции термоэлектрического преобразователя на диапазон температур 80-800 °С.
Борис
Барканов
Петрович
Заместитель главного конструктора РФЯЦ-ВНИИЭФ - начальник научно-конструкторского отделения
Доктор технических наук
Отсутствует
-
-
РОССИЯ
Валентин
Костюков
Ефимович
Директор
РОССИЯ
44.33.31
Энергетические атомные установки
44.29.29
Электроэнергетические системы
01.04.HQ
ELECTROCHEMISTRY
Аркадий
Юхимчук
Аркадьевич
Написание введения, разделов 1-8, заключения
РОССИЯ
Максим
Кременчугский
Витальевич
Написание введения, подразделов 3.1, 3.2, 4.2, 4.3, заключения
РОССИЯ
Ирина
Сентюрева
Сергеевна
Написание введения разделов 1-8
РОССИЯ
Владимир
Кащеев
Викторович
Написание введения, подразделов 3.1, 3.2, 4.2, 4.3, заключения
РОССИЯ
Валерий
Дрожжин
Станиславович
Написание подразделов 3.1, 3.2
РОССИЯ
Александр
Оленин
Михайлович
Написание подраздела 3.1, 3.2
РОССИЯ
Георгий
Сморчков
Юрьевич
Написание подраздела 3.2
РОССИЯ
Владимир
Малинов
Иванович
Написание разделов 1, 3, 4
РОССИЯ
Игорь
Пикулин
Валентинович
Написание подраздела 3.2
РОССИЯ
Юрий
Скорочкин
Васильевич
Написание раздела 3
РОССИЯ
Григорий
Потемкин
Александрович
Написание подразделов 1.2, 3.2, 4.3
РОССИЯ
Татьяна
Коршунова
Владимировна
Написание подразделов 1.2, 3.2, 4.3
РОССИЯ
Борис
Бобылев
Иванович
Написание подразделов 1.2, 3.2, 4.3
РОССИЯ
Иван
Рыжов
Сергеевич
Написание подразделов 1.2, 3.2, 4.3
РОССИЯ
Дмитрий
Кайдаров
Александрович
Написание разделов 1, 3, 4
РОССИЯ
Алексей
Головкин
Константинович
Написание введения, разделов 1-8, заключения
РОССИЯ
Алексей
Постников
Юрьевич
Написание раздела 1
РОССИЯ
Юрий
Андросов
Николаевич
Написание раздела 1
РОССИЯ
Ринат
Зинатулин
Ахатьевич
Написание разделов 1
РОССИЯ
Наталья
Ковалдова
Владимировна
Написание раздела 1
РОССИЯ
Игорь
Максимкин
Петрович
Написание раздела 1
РОССИЯ
Василий
Тихонов
Валерьевич
Написание раздела 1
РОССИЯ
Александр
Юхимчук
Аркадьевич
Написание раздела 1
РОССИЯ
Александр
Стеньгач
Владимирович
Написание разделов 1, 4, 5
РОССИЯ
Николай
Кленкин
Владимирович
Написание раздела 1, 5
РОССИЯ
Тимур
Сейфетдинов
Русланович
Написание раздела 5
РОССИЯ
Евгений
Глухин
Михайлович
Написание разделов 1, 4-6
РОССИЯ
Сергей
Свиридов
Анатольевич
Написание раздела 3
РОССИЯ
Валерий
Соснин
Викторович
Написание подраздела 4.2
РОССИЯ
Николай
Седякин
Иванович
Написание подраздела 4.2
РОССИЯ
Михаил
Зотов
Евгеньевич
Написание подраздела 4.2
РОССИЯ
Наталья
Илюшкина
Юрьевна
Написание подразделов 3.2, 4.2
РОССИЯ
Александр
Аушев
Анатольевич
Написание подразделов 3.1, 3.2
РОССИЯ
Евгений
Гришин
Николаевич
Написание подразделов 3.1, 3.2
РОССИЯ
Татьяна
Сысоева
Игоревна
Написание подразделов 3.1, 3.2
РОССИЯ
Евгения
Щедрина
Васильевна
Написание подразделов 3.1, 3.2
РОССИЯ
Михаил
Дорохин
Владимирович
Написание раздела 3
РОССИЯ
Максим
Болдин
Сергеевич
Написание раздела 3
РОССИЯ
Антон
Здоровейщев
Владимирович
Написание раздела 3
РОССИЯ
Ирина
Ерофеева
Викторовна
Написание раздела 3
РОССИЯ
Ирина
Калентьева
Леонидовна
Написание  раздела 3
РОССИЯ
Александр
Попов
Андреевич
Написание раздела 3
РОССИЯ
Марк
Криворучко
Муратович
Написание раздела 6
РОССИЯ
Александр
Малинов
Юрьевич
Написание раздела 6
РОССИЯ
Александр
Кузнецов
Павлович
Написание раздела 6
РОССИЯ
Дмитрий
Никулин
Сергеевич
Написание раздела 6
РОССИЯ
Наталья
Серова
Александровна
Написание раздела 6
РОССИЯ
Владимир
Воронов
Денисович
Написание раздела 6
РОССИЯ
Вадим
Хохлов
Анатольевич
Написание подраздела 3.2
РОССИЯ
Евгений
Ванюхин
Васильевич
Написание подраздела 4.2
РОССИЯ
ГОСКОРПОРАЦИЯ "РОСАТОМ"
ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ "РОСАТОМ"
1077799032926
Организация
Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Государственные корпорации
ФГУП "РФЯЦ - ВНИИЭФ"
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики"
1025202199791
Организация
Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Унитарные предприятия, основанные на праве хозяйственного ведения