LayFeCo3.0Sb12热电化合物的原位反应合成及热电性能

以Co、Sb、Fe及La为起始原料，采用放电等离子烧结（SPS）技术原位反应合成了填充式方钴矿化合物LayFeCo3.0Sb12（Y=0～0．4）。实验结果表明，在Y=0～0．3组成范围内，P型传导的LayFeCo3.0Sb12化合物为试样中的主晶相，并伴有极少量的Sb相；当Fe含量固定为1．0时，La的饱和填充分数达到0．3。在填充分数小于最大填充分数时，填充化合物的晶格常数随La填充分数的增加而增加。LayFeCo3.0Sb12化合物的电导率和热导率随着La填充量的增加而降低，Seebeck系数随着La填充量的增加而增加，功率因子随温度升高而升高。填充分数为0．3时，LayFeCo3.0Sb12化合物有较高的热电性能，其中在773K时具有最大的热电优值（ZT值）0．56。     

Skutterudite化合物FexC04-xSb12的放电等离子烧结原位合成及热电性能

采用放电等离子烧结(SPS)技术在800～1000K温度范围内原位反应合成了富Co基Skutterudite化合物FexCo4-xSb12(x=0～1.0),并对化合物的结构、微观形貌及热电性能进行了研究.结果表明化合物的晶格常数随Fe含量的增加而线性增加,电导率随着Fe置换量的增加而增加,Seebeck系数的峰值随着Fe置换量的增加而向高温方向移动,热导率随Fe置换量的增加而进一步降低.对于富Co基Skutterudite化合物FexCo4-xSb12,x=1.0的Fe1.0Co3 0Sb12化合物具有较高的热电性能指数,在673K取得最大ZT值约0.3.     

日开发出高性能的方钴矿族热电转换材料

据报道,日本古河机械金属在中温区域(室温～600℃)实现了热电转换材料的高性能。此次开发的是由Fe、Co、Sb、稀土类元素等组成的方钴矿族热电转换材料。方钴矿族有着以CoSb为代表的化合物的结晶结     

方钴矿-聚苯胺复合材料的制备及复合过程的研究

用水热法制备了具有填充型Skutterudite结构的NaFe₄P₁₂单晶微米棒及纳米棒。采用乳液聚合法边聚合边复合制备了NaFe₄P₁₂-聚苯胺复合热电材料。用红外光谱、紫外光谱和X射线粉末衍射对材料进行了表征。用透射电镜研究了聚苯胺的形态和在棒状NaFe₄P₁₂材料表面聚合生长状态。首次观察到聚苯胺在NaFe₄P₁₂棒上的聚合及规律生长的"毛刷"结构。 这种"毛刷"结构的发现将有助于对其复合机理的研究;这种结构有可能用于特殊用途的电子器件。      

p型方钴矿化合物BayFeCo3Sb12的热电性能研究

用两步固相反应法合成了单相的p型BayFeCo3Sb12化合物,并系统地研究了Ba不同填充分数对方钴矿化合物热电性能的影响:化合物载流子浓度强烈地依赖于填充原子的填充分数,随Ba填充分数y的增加,载流子浓度及电导率降低;塞贝克系数随温度T的上升而增加,比CoSb3的塞贝克系数有一定程度的提高,尤其是在中温部分有大幅度提高,得到的最大塞贝克系数由CoSb3的107μVK-1提高到Ba1.0FeCo3Sb12的235μVK-1晶格热导率随Ba的填充分数y的增加而进一步下降,Ba08FeCo3Sb12甚至降到2.2 Wm1K1;Ba08FeCo3Sb12化合物显示最大热电性能指数,在850K左右其最大无量纲热电性能指数ZT值达0.75.     

Ca和Sm双原子共填充方钴矿化合物的制备及热电性能

用熔融法结合放电等离子快速烧结技术(SPS)制备了单相的Ca和Sm共填充的方钴矿化合物Ca_mSm_nFe_xCo_4-xSb₁₂, 研究了两种原子共填充总量及填充分量对其热电性能的影响规律. 结果表明: 随着Ca和Sm双原子共填充总量的增加, p型Ca_mSm_nFe_xCo_4-xSb₁₂化合物的Seebeck系数增大、电导率和热导率降低. 当共填充总量相近时, Ca原子填充分量较大的方钴矿化合物, 其电性能较好; 而Sm原子填充分量较大的方钴矿化合物, 其热导率较低、Seebeck系数较高. Ca_0.15Sm_0.24Fe_1.51Co_2.48Sb₁₂化合物的最大热电性能指数ZT_max值在775K时为0.85.     

Ba0.32Co4Sb12-xTex的高压合成及其电学性质

在高温高压下合成方钴矿结构热电材料Ba_(0.32)Co_4Sb_(12-x)Te_x(0.1≤x≤0.9),测试了样品的微观结构和室温电学性质。结果表明:Ba填充Te置换型方钴矿Ba_(0.32)Co_4Sb_(12-x)Te_x为n型半导体;在不同压力下,随着Te填充分数的增加,Seebeck系数的绝对值和电阻率均呈降低趋势,功率因子显著提高。在1.5 GPa、900 K条件下合成的Ba_(0.32)Co_4Sb_(11.9)Te_(0.1)化合物功率因子达到最大值(9.7μWcm~(-1)K~(-2))。     

纳米复合方钴矿材料高温力学性能实验研究

纳米复合能通过降低热导率有效提高方钴矿热电材料热电性能,也能有效增强其力学性能。介绍不同含量纳米复合方钴矿材料在不同温度下的弯曲强度,断裂韧性,分析其力学破坏机制。采用固相反应合成方钴矿CoSb3材料,结合超声分散,球磨技术和放电等离子烧结,以CoSb3为基体引入TiN纳米颗粒,制备TiN颗粒弥散分布的CoSb3+x%TiN(体积分数x=0.0~1.0)材料。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)技术对样品结构和形貌进行表征。对样品进行常温到500℃下的力学性能测试。结果表明,方钴矿破坏形式为脆性破坏,总体力学性能随纳米TiN复合含量的增加而增强,随温度的升高而降低。     

上海光源用户在铁磷族化合物超导电性的高压研究中取得进展

正近年来,科学家们在对新的铁基超导体及其超导机理的的探索研究方面取得了卓有成效的成果。Ca_(10)(Pt_3As_8)(Fe_2As_2)_5是一种具有复杂结构的新型铁基磷族化合物,常压下不具有超低电性,其晶体结构可描述为在CaFe_2As_2晶格中交替用Pt_3As_8中间层(被成为方钴矿层)来置换Fe_2As_2层,即在一个晶胞中以CaPt_3As_8-Ca-Fe_2As_2复杂的层状形式堆垛而成。最近,中国科学院物理所赵忠贤院士团队孙力玲研究员等与合