Élaboration de matériaux thermoélectriques à base de siliciure de magnésium par métallurgie des poudres

 

Sylvain Turenne

École de Polytechnique de Montréal

 

Domaine : matériaux

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2013-2014

Depuis maintenant plus de 15 ans, notre groupe de recherche sur la thermoélectricité a développé une méthode originale pour fabriquer des alliages thermoélectriques (TE) à base de tellurure de bismuth par des techniques de métallurgie des poudres. Ces matériaux sont utilisés dans les modules refroidisseurs à effet Peltier ou dans les générateurs TE. Par le procédé de mécanosynthèse suivi d'une extrusion à chaud, nous avons démontré qu'il est possible de produire des alliages TE avec une texture cristalline menant à des propriétés aussi élevées que celles mesurées sur des spécimens monocristallins produits par solidification dirigée.

Plus récemment, les techniques de production d'alliages ont été raffinées afin d'obtenir des composés nanostructurés permettant d'améliorer la performance des alliages. L'originalité du présent projet consiste à exploiter notre expérience dans les procédés d'élaboration pour développer une nouvelle famille de composés à base de siliciure de magnésium (Mg2Si). Ces composés ont l'avantage d'être significativement plus légers que les tellurures de bismuth tout en étant constitués d'éléments que l'on peut retrouver en grande abondance dans la croute terrestre, contrairement au tellure à partir duquel sont fabriqués la plupart des alliages commerciaux.

Les composés à base de siliciures de magnésium pourraient permettre de fabriquer des générateurs TE menant à la conversion de la chaleur perdue de systèmes d'échappement de voitures ou de fournaises industrielles en électricité.