周红
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应鹏展
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崔教林
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王晶
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高榆岚
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李亚鹏
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李奕沄
稀有金属材料与工程
利用放电等离子烧结技术制备了宽带隙三元半导体化合物CuIn5Se8,并对其热电性能进行了研究.物相分析表明,化合物为单相CuIn5Se8,带隙宽度为1.13 eV,比In2Se3合金的低.电学性能测试结果表明,随温度升高Seebeck系数绝对值从370.0 μV·K-1降低到263.0 μV·K-1,而电导率则随温度迅速增大.在818 K时,其电导率达到最大值2.92× 103 Ω-1·m-1,热导率为0.50 W.K-1·m-1,最高热电优值ZT值达到0.33.
关键词:
CuIn5Se8
,
宽带隙半导体
,
热电性能
杜子良
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陈少平
,
王彦坤
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樊文浩
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孟庆森
,
杨江锋
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崔教林
稀有金属材料与工程
利用溶液法混合粉体并通过电场激活压力辅助烧结(FAPAS)方法制备了不同硅纳米线含量的Mg2Si基复合热电材料,研究了硅纳米线的掺入及含量对基体材料热电性能的影响.结果表明:硅纳米线掺入后材料电导率大幅降低,塞贝克系数基本不变,热导率小幅降低.随着硅纳米线掺量增加,材料电导率降低,塞贝克系数稍有提高,热导率有升高趋势.硅纳米线掺量为0.1at％的样品在800 K时ZT值达到最高值0.5.
关键词:
热电性能
,
SiNWs
,
Mg2Si
,
纳米复合
,
SPB
王彦坤
,
陈少平
,
樊文浩
,
张华
,
孟庆森
,
杨江峰
,
崔教林
稀有金属材料与工程
在微波作用下利用MgH2、纳米Si粉、Sn粉和Bi粉进行固相反应,结合电场激活压力辅助合成法(FAPAS)制备了高纯Bi掺杂的Mg2Si1-xSnx(0.4≤x≤0.6)基固溶体热电材料,并对其微观结构和熟电性能进行了表征.结果表明,MgH2替代传统原料Mg粉显著降低了圃相反应温度且防止了M8的挥发和氧化,同时微波快速低温加热有效抑制晶粒长大,可获得平均晶粒尺寸为200 nm的高纯产物.在300～750 K的温度区间对样品热电性能进行测试.结果表明,细小的片层固溶体组织和Bi的掺杂有效降低了样品热导率,同时改善了其电性能,在600 K时,含1.5％Bi(原子分数)的Mg2Si0.4Sn0.6热电材料具有最大ZT值0.91.
关键词:
微波
,
MgH2
,
Mg2Si1-xSnx
,
热电材料
张晓军
,
应鹏展
,
崔教林
,
付红
,
颜艳明
材料科学与工程学报
采用放电等离子烧结法(SPS)制备了四种不同Zn含量的GaSb热电半导体(分别是GaSb,Zn0.9 Ga 2.1Sb2,ZnGa2Sb2和Zn1.1Ga1.9 Sb2),并分析研究其热电性能.结果表明:加Zn后虽然GaSb的Seebeck系数大幅度降低,但电导率提高了约两个数量级,热导率也得以降低,最终热电性能明显提高.在713K时Zn1.1Ga1.9Sb2的最大ZT值达到0.11,比本征GaSb的ZT值提高了近6倍.
关键词:
GaSb基半导体
,
放电等离子烧结
,
热电性能
付红
,
应鹏展
,
崔教林
,
张晓军
,
颜艳明
稀有金属材料与工程
采用放电等离子烧结技术(SPS)制备P型复相Ga2Te5基化合物,对其进行微观分析和热电性能测试.通过XRD分析观察到主相Ga2Te5和少量的SnTe、单质Te.在整个测试温度(319～549 K)范围内,Ga2Te5基化合物的Seebeck系数、电导率和热导率都随温度的升高而降低.由于具有相对较低的热导率和较高的电导率,Ga2SnTe5在549 K时取得了最高ZT值0.16.
关键词:
热电性能
,
Ga2Te5基化合物
,
放电等离子烧结
崔教林
,
赵新兵
中国有色金属学报
通过对Bi2Te3/FeSi2叠层热电材料的性能建模计算, 得出了该结构的平均Seebeck系数及内电阻与热端温度的关系可分别用两个三次多项式表征. 在外阻为0.0734Ω, 热端温度约510℃时, Bi2Te3/FeSi 2叠层热电材料的最大输出功率值与实验值较为接近, 在相同条件下均为计算得出的单段FeSi2材料的2.5倍 , 说明该方法有效、可行. 对用此方法建模设计多种单段材料组合成的梯度结构, 计算发现以两种不同成分并经相近工艺制备的均质FeSi2材料制成的叠层结构性能较优, 与Bi2Te3/F eSi2结构有相同的最大输出功率值. 但从多方面分析表明, 用两均质FeSi2材料制成的宽温区热电材料更具潜力.
关键词:
宽温区热电材料
,
性能表征
,
设计
,
输出功率
杜正良
,
崔教林
,
朱铁军
,
赵新兵
稀有金属材料与工程
利用B2O3助熔剂法结合热压法制备了Mg2Si0.487-2xSn0.5(GaSb)xSb0.013 (0.04 ≤x≤0.10)固溶体.X射线衍射结果表明样品呈单相.Sb掺杂有效提高了样品的电导率.随温度升高,Mg2Si0.487-2xSn0.5(GaSb)xSb0.013 (0.04≤x≤ 0.10)样品的电导率降低而塞贝克系数升高.随GaSb含量的增多,样品的电导率呈现出先增大后减小的变化趋势.所有样品中Mg2Si0.287 Sn0.5(GaSb)0.1Sb0.013具有最低晶格热导率,其室温晶格热导率比Mg2Si0.5Sn0.5[11]低15％.由于电导率较高使Mg2Si0.327Sn0.5(GaSb)0.08Sb0.013具有最高热电优值,在720 K达到0.61,显著高于基体Mg2Si0.5Sn0.5[11]的最高热电优值0.019.
关键词:
硅化镁
,
热电性能
,
热电材料
,
等电子取代
崔教林
,
赵新兵
稀有金属材料与工程
通过对Ag元素掺杂的赝两元合金(PbTe)1-x(SnTe)x(0≤x≤0.4)热电性能进行研究发现,处于本征态的PbTe合金电导率对掺杂较为敏感.但当摩尔分数增大时,赝两元合金(PbTe)1-x(SnTe)x电导率随掺杂量的增大受到抑制,这在高温情况下尤为显著.当温度低于约423K时,掺杂量对PbTe合金的Seebeck系数影响不大;但当温度大于423K时,PbTe合金的Seebeck系数随掺杂量而增大.掺杂量越大,摩尔分数越高,同一合金的Seebeck系数变化越小.热电优值计算表明,掺杂0.02mol%的合金系较适宜于制作成分递变的热电材料(FGM).
关键词:
Ag掺杂
,
热电性能
,
赝两元合金(PbTe)1-x(SnTe)x
,
摩尔分数
崔教林
,
赵新兵
稀有金属材料与工程
通过对两元p-型梯度热电材料FeSi2/Bi2Te3界面温度的建模计算与实验验证, 在固定热冷端温区内积分得出的Z-ΔT 值与界面温度Ti的关系曲线为:Z-ΔT=0.672+11.7×10-4Ti-1.31×10-6T 2i-3.49×10-9T3i该关系可用来表征两元梯度结构的热电性能. 从拟合曲线上得出该梯度结构的最佳界面温度为220℃～230℃, 这与实验测出两单段材料(FeSi2, Bi2Te3)长度比为10∶1左右时所形成的界面温度较为接近. 通过测试不同长度比的材料输出功率, 也发现10∶1梯度材料的最大输出功率较大, 是相同温差下单段β-FeSi2材料的2倍～2.6倍.
关键词:
FeSi2/Bi2Te3
,
梯度热电材料
,
优值
,
界面温度
,
优化
毛立鼎
,
钱欣
,
崔教林
,
陈东勇
中国有色金属学报
采用真空熔炼/放电等离子烧结(SPS)方法制备P型Zn4-xCuxSb3-xBix(x=0～0.8)材料,研究该合金的组织结构和热电性能.结果表明,x＜0.2时,Zn4-xCuxSb3-xBix材料的Seebeck系数随x值增大而增大,当x=0.2时达到最大值;而当x＞0.2后,Seebeck系数又随x值增大而下降.在x=0.2和487 K的条件下,Seebeck系数达到最大值,为249.2 (V/K.合金的电导率随Cu和Bi含量增加而增大.借助Zn4-xCuxSb3的热扩散系数,计算得到材料的热导率随x值增大而增大;在574 K,x=0.4时,Zn4-xCuxSb3-xBix合金的最大热电优值(ZT)为0.53,比同温度下β-Zn4Sb3合金的ZT值大0.07.
关键词:
Zn-Cu-Sb-Bi合金
,
共掺杂
,
热电性能
,
放电等离子烧结
