蔚翠
,
朱铁军
,
肖凯
,
金吉
,
沈俊杰
,
杨胜辉
,
赵新兵
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00569
通过悬浮熔炼的方法制备了half-Heusler热电材料Zr(Hf)NiSn(Sb)合金, 并进一步通过快速凝固来细化晶粒, 通过放电等离子烧结制备块材并测试其热电性能. X射线衍射分析表明获得了单相Half-Heusler化合物. 扫描电子显微观察发现, 快速凝固后的样品晶粒尺寸在500nm左右, 放电等离子烧结后晶粒尺寸并未明显长大. 同时观察到在晶粒的表面还分布了很多几十纳米尺寸的小晶粒. 快速凝固的样品与熔炼样品相比具有较高的电导率及载流子浓度, 据此推断在快速凝固过程中产生的纳米晶粒应为金属相. 快速凝固后的样品晶界散射增多, 因而具有较低的晶格热导率.
关键词:
ZrNiSn
,
rapid solidification
,
grain sizes
,
microstructure
蔚翠
,
朱铁军
,
肖凯
,
金吉
,
沈俊杰
,
杨胜辉
,
赵新兵
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00569
通过悬浮熔炼的方法制备了half-Heusler热电材料Zr(Hf)NiSn(Sb)合金,并进一步通过快速凝固来细化品粒,通过放电等离子烧结制备块材并测试其热电性能.X射线衍射分析表明获得了单相Half-Heusler化合物.扫描电子显微观察发现,快速凝固后的样品晶粒尺寸在500nm左右,放电等离子烧结后晶粒尺寸并未明显长大.同时观察到在晶粒的表面还分布了很多几十纳米尺寸的小晶粒.快速凝固的样品与熔炼样品相比具有较高的电导率及载流子浓度,据此推断在快速凝固过程中产生的纳米晶粒应为金属相.快速凝固后的样品晶界散射增多,因而具有较低的晶格热导率.
关键词:
ZrNiSn
,
快速凝固
,
晶粒尺寸
,
微结构
肖凯
,
朱铁军
,
蔚翠
,
杨胜辉
,
赵新兵
材料科学与工程学报
通过悬浮熔炼方法制备了Y1-x Tix NiSb(x=0,0.015,0.02,0.025)材料并研究了Ti掺杂对材料热电性能的影响.经过孔隙率修正后,Ti掺杂样品的热导率和电导率均比未掺杂样品要低,并且随着Ti含量的增加呈现先下降后上升的趋势.分析发现Ti掺杂后样品热导率的降低是由于电子热导率的下降所致,电子载流子的引入则导致了电导率的下降.Ti掺杂后样品Seebeck系数在室温下有变负趋势,表明材料在室温下可能呈现N型传导特性.最终,Ti掺杂提高了材料的热电性能.Ti含量x=0.015的样品在770K左右获得最大ZT值0.085,与未掺杂样品相比,提高了约60%.
关键词:
热电材料
,
热导率
,
电导率
,
悬浮熔炼
糜建立
,
赵新兵
,
朱铁军
,
曹高劭
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00869
以CoCl2, SbCl3和Te粉为原料, NaBH4为还原剂, 用溶剂热方法合成了Te掺杂方钴矿CoSb3-xTex(x=0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4)纳米粉末. 研究发现, Te含量较高的样品(x≥0.2)有明显的CoTe2等杂相存在. CoSb3-xTex合成粉末的粒径大小在40nm左右, 热压后晶粒发生长大, 平均晶粒尺寸约为300nm. 电学性能测试表明Te掺杂方钴矿CoSb3-xTex的导电类型为n型, Seebeck系数的绝对值随着Te含量的增加而变小, 电导率随着Te含量的增加而增大. 在测试温度范围内, CoSb2.8Te0.2 具有最高的功率因子, 在773K温度下达到2.3×103W·m-1·K-2.
关键词:
方钴矿
,
solvothermal synthesis
,
Te-doped CoSb3
,
thermoelectric materials
李伟文
,
赵新兵
,
朱铁军
,
邬震泰
,
曹高劭
稀有金属材料与工程
采用悬浮熔炼法制备了Fe-Sm-Si热电合金材料,并研究了其电学输运特性.实验表明:在Fe1-xSmxSi2合金中,Sm为n型掺杂元素,Sm轻掺杂时,试样仍为p型,随着Sm量的增加,试样的Seebeck系数和功率因子都降低;Sm含量x (0.4的高Sm硅化物试样为n型,其中,热电性能最好的试样成分为Fe0.6Sm0.4Si2,其电阻率在10-5?@m数量级,而Seebeck系数仍达到80 ?V@K-1左右.其机理被认为是由于Sm的4f层电子的贡献.
关键词:
热电材料
,
电学性能
,
功率因子
,
FeSi2
姜广宇
,
徐绩
,
赵波
,
蔚翠
,
朱铁军
,
赵新兵
稀有金属材料与工程
采用悬浮熔炼法合成了Zr1-xTixNiSn0.975Sb0.025(x = 0, 0.15, 0.25, 0.5)基Half-Heusler热电材料,X射线衍射结果表明所制备合金为单相.相对于常规方法,悬浮熔炼显著缩短了制备Half-Heusler合金的时间.同时研究了Ti取代及不同热压条件对材料热电性能的影响.结果表明:ZrNiSn0.975Sb0.025合金进行A位取代可降低材料的热导率,而不会明显影响其热电性能.致密度可以影响材料的热电性能,适当的热压条件可以使合金的ZT值达到最大,约为0.45.
关键词:
Half-Heusler合金
,
热电材料
,
悬浮熔炼
,
热电性能
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
李伟文
,
赵新兵
,
朱铁军
,
邬震泰
功能材料
稀土元素Sm在FeSi2基合金中以SmSi1.4金属相存在.Sm对β-FeSi2基热电材料的电学性能有显著影响:对于Fe1-xSmxSi2材料,当x＜0.2时,样品呈现出p型半导体性质,其功率因子随x的增加而减少;当x＞0.2时,样品呈现出n型半导体性质,其功率因子随x的增加而增大.Fe0.5Sm0.4Si2的功率因子达到β-FeSi2的5倍左右.
关键词:
β-FeSi2
,
稀土元素
,
热电材料
,
功率因子
沈俊杰
,
朱铁军
,
蔚翠
,
杨胜辉
,
赵新兵
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00583
采用真空熔炼、机械球磨及放电等离子烧结技术 (SPS) 制备得到了(Ag2Te)x(Bi0.5Sb1.5Te3)1-x (x= 0, 0.025, 0.05, 0.1) 系列样品, 性能测试表明, Ag2Te的掺入可以显著改变材料的热电性能变化趋势, 掺杂样品在温度为450~550 K范围内具有较未掺杂样品更优的热电性能. 适当量的Ag2Te掺入能够有效地提高材料的声子散射, 降低材料的热导率. 在测试温度范围内, (Ag2Te)0.05(Bi0.5Sb1.5Te3)0.95具有最低的晶格热导, 室温至575 K范围内保持在0.2 ~ 0.3 W/(m·K)之间, 在575 K时, (Ag2Te)0.05(Bi0.5Sb1.5Te3)0.95试样具有最大热电优值ZT = 0.84, 相较于未掺杂样品提高了约20%.
关键词:
铋锑碲合金
,
lattice thermal conductivity
,
thermoelectric materials
唐兆官
,
赵新兵
,
朱铁军
,
曹高劭
功能材料
以Ag、Bi、Sb、Te为原料在1373K真空熔炼合成了AgxBi0.5Sb1.5-xTe3(x=0～0.5)合金.微观组织和结构分析显示,真空熔炼的合金具有层状组织特征,属R3m晶体结构,当x≥0.2时出现面心立方AgSbTe2相.电学性能测试表明,在300～580K温度范围内合金的电导率随温度升高而下降,掺Ag后合金的电导率明显提高,掺Ag量为x=0.1试样的最大值达到2.3×105S/m.材料的Seebeck系数均为正值,表明掺Ag合金为p型半导体.
关键词:
热电材料
,
Ag-Bi-Sb-Te合金
,
真空熔炼
,
热电性能
