刘丹丹
,
王善禹
,
唐新峰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00201
采用超声化学和后续还原热处理工艺合成了单相In4Se3化合物粉体, 并结合放电等离子烧结技术(SPS)制备了致密的块体材料. 对所得的块体材料的微结构和热电传输性能进行了系统研究. 结果表明, 块体样品的晶粒细小、排列紧密并存在显著的择优取向, 同时样品中存在大量精细的层状结构, 这使得块体样品的电热传输性能也表现出明显的各向异性. 由于具有较高的Seebeck系数和较低的热导率, 沿着SPS压力方向上样品表现出较好的热电性能, 其最大ZT值在700 K可达到0.56, 这与其它物理技术制备的In4Se3多晶材料的性能相当.
关键词:
In4Se3
,
sonochemicial method
,
anisotropy
,
thermoelectric properties
张艳华1
,
2
,
徐桂英1
,
郭志敏2
,
韩菲1
,
王泽1
,
葛昌纯1
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00615
以SbCl3和Se粉为原料, 水合肼(N2H4·H2O)为还原剂, 采用水热法在150℃下, 分别保温不同的时间合成Sb2Se3纳米粉末. 通过X射线衍射(XRD)、场发射电子扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)以及高分辨透射电镜(HRTEM)等分析方法对产物的物相成分和微观形貌等进行了表征, 实验结果表明保温时间达到24h时, 获得产物为单相Sb2Se3纳米线晶体. 根据实验结果还研究了水热合成Sb2Se3纳米线晶体可能的反应及生长机理, 结果表明一维纳米线沿[001]方向生长, 纳米线的形成与其独特的层状晶体结构有关. 最后采用放电等离子体快速热压烧结法将水热合成的Bi2Te3纳米粉末与不同含量Sb2Se3纳米线进行复合, 分析了Sb2Se3纳米线对Bi2Te3纳米材料热电性能的影响, 发现复合约1 at% Sb2Se3纳米线可以使Bi2Te3纳米材料热电性能有一定提高.
关键词:
水热合成
,
Sb2Se3
,
nanowires
,
thermoelectric properties
张志伟
,
王瑶
,
邓元
,
谭明
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.11030
采用射频磁控溅射制备了具有特殊层状纳米结构的碲化铋热电薄膜. 以Bi2Te3为靶材, 在不同基底温度和沉积时间下制备了薄膜, 并利用X射线衍射、扫描电镜和X射线能谱等对样品进行了结构和成分分析, 同时测试了薄膜的电导率和Seebeck系数. 结果表明, 基底温度是影响薄膜微结构和热电性能的关键因素之一, 较高的基底温度利于层状结构的形成和功率因子的提高, 400℃基底温度下制备薄膜的功率因子最优. 然而, 所有薄膜均显示不同程度偏离Bi2Te3的化学计量比而缺Te, 优化薄膜成分有望进一步提高薄膜的热电性能.
关键词:
碲化铋
,
thin film
,
radio frequency magnetron sputtering
,
thermoelectric properties
石勇军
,
路清梅
,
张忻
,
张久兴
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00691
采用熔炼、退火结合放电等离子烧结的方法制备了名义成分为MnSix ( x=1.60、1.65、1.68、1.73、1.81、1.85 )的高锰硅(HMS, Higher Manganese Silicide)块体材料. 物相分析结果表明, 随着Si初始用量x的增加, HMS (Mn15Si26)相各衍射峰强度先增强后减弱. 当x<1.73时, 样品物相组成为HMS相和少量MnSi相, 当x≥1.73时, 样品物相组成为HMS相和少量Si相. 体系的热电性能受MnSi相和Si相的影响, 热电性能分析结果表明: 随着Si名义含量x的增大, 试样电导率逐渐降低, 赛贝克系数逐渐增大, 热导率先降低后增高. 其中, 名义成分为MnSi1.68的试样由于具有最高的电性能(功率因子)和较低的热导率, 从而具有最好的热电性能, 在400℃时其无量纲ZT值达到0.36.
关键词:
高锰硅
,
phase
,
microstructure
,
thermoelectric properties
程金光
,
隋郁
,
付海金
,
千正男
,
刘志国
,
苗继鹏
,
苏文辉
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00387
结合固相反应法和冷高压成型技术制备了具有高度结晶各向异性的热电氧化物陶瓷NaCo2O4. X
射线衍射和扫描电子显微镜测试表明冷高压压制成型后烧结有利于样品内层状晶粒的c轴沿着施压方向取向排列, 形成高度织构. 室温以下热电性质的测试表明, 电阻率ρ和Seebeck系数S呈现出金属性, S>0, 属于p型热电材料. 与其他方法制备的样品进行比较, 虽然晶界或点缺陷对声子散射的减少导致上述样品的热导率偏高, 但是由于\rho降低、S升高, 使得热电品质因子ZT值提高, 300K时ZT值达到0.013.
关键词:
NaCo2O4陶瓷
,
high texture
,
thermoelectric properties
裴健
,
陈刚
,
王群
,
金仁成
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00669
采用水热法制备了一系列具有片状形貌的(Ca0.85OH)1.16CoO2热电材料, 并研究了Nd掺杂对该材料结构及热电性能的影响. 结果表明, 所制备的样品均为p型材料, 在473K以下, 材料的热电系数随着Nd含量的增加而增大; Nd掺杂后, 材料的载流子浓度和载流子迁移率均发生变化, 因此材料的电导率随着Nd含量的增加先增大后减小; 在573K时, (Ca0.75Nd0.1OH)1.16CoO2材料的功率因子达到7.06×10-5 W/(m·K2).
关键词:
水热合成
,
layered cobalt oxide
,
thermoelectric properties
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
段兴凯
,
胡孔刚
,
丁时锋
,
满达虎
,
张汪年
,
马明亮
稀有金属
采用真空熔炼和热压方法制备了Ga和K双掺杂Bi0.5Sb1.5Te3热电材料.XRD结果表明,Ga0.02Bi0.5Sb1.48-xKxTe3块体材料的XRD图谱与Bi0.5Sb1.5Te3的XRD图谱对应一致,但双掺杂样品的衍射峰略微向左偏移.热压块体材料中存在明显的(001)晶面择优取向.SEM形貌表明材料组织致密且有层状结构特征.Ga和K双掺杂可使Bi0.5Sb1.5Te3在室温附近的Seebeck系数有一定的提高,而双掺杂样品的电导率均得到了不同程度的提高,其中Ga0.02Bi0.5Sb1.42K0.06Te3样品的电导率得到较明显的改善.在300～500 K测量温度范围内,所有双掺杂样品的热导率高于Bi0.5Sb1.5Te3的热导率,在300 K附近双掺杂样品的ZT值得到提高,其中Ga0.02Bi0.5Sb1.42K0.06Te3样品在300 K时ZT值达到1.5.
关键词:
双掺杂
,
真空熔炼
,
热压
,
显微结构
,
热电性能
段兴凯
,
胡孔刚
,
丁时锋
,
满达虎
,
林伟明
,
金海霞
稀有金属材料与工程
采用真空熔炼及热压方法制备了Ga和K双掺杂N型Bi2Te2.7Se0.3热电材料.XRD分析结果表明,Ga和K已经完全固溶到Bi2Te2.7Se0.3晶体结构中,形成了单相固溶体合金.SEM分析表明,材料组织致密且有层状结构特征.通过Ga和K部分替代Bi,在300～500 K的大部分温度范围内,Ga和K双掺杂对提高Bi2Te2.7Se0.3的Seebeck系数产生了积极的作用,同时双掺杂样品的电导率也得到明显的提高.Ga和K双掺杂样品的热导率都大于未掺杂的Bi2T2.7Se0.3,Ga0.02Bi1.94K0.04Te2.7 Se0.3合金在500 K获得ZT最大值为1.05.
关键词:
双掺杂
,
热压
,
显微结构
,
热电性能
张骐昊
,
徐磊磊
,
王连军
,
江莞
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140085
通过水热法合成不同Se掺杂量的Bi2Te3-xSex(0≤x≤0.45)纳米粉体,采用放电等离子烧结技术,制备出致密度较高的块体材料.通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等测试手段对材料的微结构进行了表征,并重点研究了含有不同Se掺杂量块体材料的显微结构和热电性能.结果表明:Se元素的掺杂使得粉体XRD特征衍射峰向高角度偏移,并且衍射峰出现宽化,晶粒尺寸变小.随着Se掺杂量的增加,块体材料的电导率先增大后减小;Se元素的掺杂有效地降低了材料的热导率,并提高了材料的Seebeck系数.研究结果表明:在整个测试温度区间,所有经过Se掺杂的样品ZT值都高于未掺杂样品.当Se掺杂量为0.3时,样品具有最大的ZT值,平均约为0.51,并在475 K时达到最大值0.57,相比未经Se掺杂的Bi2Te3提高了159％.
关键词:
碲化铋
,
硒掺杂
,
水热合成
,
放电等离子体烧结
,
热电性能
