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在GeTe-Bi2Te3赝二元系统中, (GeTe)n(Bi2Te3)m化合物往往具有较低的晶格热导率, 但其中很多组分的热电性能尚未得到系统研究。本研究通过熔融、淬火、退火结合放电等离子烧结工艺制备了一系列(GeTe)nBi2Te3(n=10, 11, 12, 13, 14)单相多晶样品, 并对其相组成和热电性能进行表征和研究。掺杂Bi2Te3可以显著增强点缺陷声子散射, 大幅度降低材料的晶格热导率, 在723 K时, (GeTe)13Bi2Te3样品的总热导率低至1.63 W?m -1?K -1。此外, 掺杂Bi2Te3和调控GeTe的相对含量, 提高了材料的载流子有效质量, 即使在较高的载流子浓度下, 样品依然保持较高的塞贝克系数和功率因子, 在723 K, (GeTe)13Bi2Te3样品获得最大的功率因子为2.88×10 -3 W?m -1?K -2, 最终(GeTe)13Bi2Te3样品在723 K获得的最大ZT值达到1.27, 较未掺杂的GeTe样品提高了16%。 相似文献
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Cu2S是一种声子液体-电子晶体材料, 具有优良的热电性能, 但是传统的制备方法过程繁琐而且难以得到成分均匀、致密度高以及性能优良的块体材料。本研究引入了仅耗时30 s的强脉冲电场合成法来一步完成Cu2S材料的合成与烧结。在强脉冲电场作用下Cu2S的合成分为三步, 最初是形成了少量的CuS和Cu2S, 接着生成了大部分Cu2S与部分Cu1.96S, 最终未完全反应的Cu1.96S与Cu生成了完全单相的Cu2S。本方法得到的Cu2S块体是致密且均匀的单相, 并且包含丰富的多尺度微观结构。通过Cu缺失比可以使Cu2-xS的性能得到优化, 其中Cu1.97S能在873 K时获得最高的ZT(0.72), 相比于本征样品提升了49%。 相似文献
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Cu2SnSe3基化合物作为一种绿色环保的新型热电材料, 近年受到了研究者的广泛关注。然而, 本征Cu2SnSe3基化合物载流子浓度低、电性能较差。为优化Cu2SnSe3化合物的电热输运性能, 本研究采用熔融、退火结合放电等离子烧结技术制备了一系列Cu2SnSe3-xTex (x=0~0.2)和Cu2Sn1-yInySe2.9Te0.1 (y=0.005~0.03)样品, 研究了Te固溶和In掺杂对材料电热输运性能的影响。Te在Cu2SnSe3-xTex (x=0~0.2)化合物中的固溶度为0.10, Te固溶显著增加了材料的载流子有效质量, 从本征Cu2SnSe3样品的0.2me增加到Cu2SnSe2.9Te0.1样品的0.45me, 显著提高了材料的功率因子, Cu2SnSe2.99Te0.01样品在300 K下获得最大功率因子为1.37 μW·cm-1·K-2。为了进一步提高材料的电传输性能, 本研究以Cu2SnSe2.9Te0.1为基体并选取In在Sn位掺杂。In掺杂将Cu2SnSe3基化合物的载流子浓度从5.96×1018 cm-3 (Cu2SnSe2.9Te0.1)显著提高到2.06×1020 cm-3 (Cu2Sn0.975In0.025Se2.9Te0.1)。调控载流子浓度促进了材料多价带参与电传输, 材料的电导率和载流子有效质量显著增加, 功率因子得到大幅度提升, 在473 K下Cu2Sn0.995In0.005Se2.9Te0.1化合物获得最大功率因子为5.69 μW·cm-1·K-2。由于电输运行性能显著提升和晶格热导率降低, Cu2Sn0.985In0.025Se2.9Te0.1样品在773 K下获得最大ZT为0.4, 较本征Cu2SnSe3样品提高了4倍。 相似文献
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固溶结合掺杂是优化材料热电性能的有效途径。本研究采用固相反应结合等离子体活化烧结成功合成了一系列单相的Mo1-xWxSeTe(0≤x≤0.5)固溶体及其Nb掺杂产物。热电输运研究表明, W固溶结合Nb掺杂显著提高了Nb2yMo0.5-yW0.5-ySeTe固溶体的载流子浓度、载流子迁移率、电导率和功率因子, 适当降低了样品的晶格热导率, 进而显著提高了材料的热电优值ZT。随着Nb掺杂量的增加, 掺杂引入的离散能级转变为连续的杂质能带, 同步提升了载流子浓度和载流子迁移率。取向性研究发现, 由于在平行方向晶格热导率较低, Nb2yMo0.5-yW0.5-ySeTe固溶体在平行烧结压力方向的ZT略优。最优组分Nb0.03Mo0.485W0.485SeTe在垂直于烧结压力和平行于烧结压力方向获得了最高ZT, 分别达到0.31和0.36(@823 K), 是目前MoSe2基热电材料获得的最好结果之一。后续通过优化掺杂元素来改善Seebeck系数和功率因子, 将有望进一步提升MoSe2基化合物的ZT。 相似文献
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探索热电材料的超快速制备技术并优化其性能具有重要意义。本研究通过自蔓延高温合成技术快速制备得到BiAgSeS化合物。动力学过程研究表明, Bi熔化是激活并触发原料混合物发生自蔓延反应的关键,非平衡过程中产生的高浓度纳米及原子尺度应力应变区与螺旋位错为材料生长提供了永不消逝的台阶源,并在材料等离子体活化烧结致密化过程中进一步主导晶粒长大,最终在材料晶界处留下大量纳米孔洞。相比于传统熔融法结合等离子体活化烧结技术,本技术制备的材料的电导率略有提高,晶格热导率则下降约6%,最终材料ZT值在整个温区均有提高,并在773 K时取得最大值0.5。 相似文献
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研究了采用不同放电等离子烧结(SPS)工艺获得的单质金属(Ni、Cu、Ag、Al)电极与Mg-Si-Sn基热电材料结合界面的微观形貌和成分分布特征, 测试了合金(Ni-Al、Cu-Al)、金属/合金复合电极材料的热膨胀系数、电导率和热导率等物性参数。实验结果表明: 通过SPS烧结可以有效实现电极材料与Mg-Si-Sn基材料的连接, 复合电极材料Ni-Al/Al(60:40)和Cu-Al/Cu(45:55)具有高的电导率和热导率, 并且热膨胀系数与Mg-Si-Sn基热电材料相匹配, 有可能成为Mg-Si-Sn基材料的较理想电极材料。 相似文献
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赤泥环保型清水砖的研究 总被引:3,自引:0,他引:3
利用氧化铝工业的废渣赤泥、粉煤灰及页岩为主要原料,通过加入添加剂,制备了高性能的环保型清水砖。测定了样品的气孔率及抗折强度,并采用XRD、SEM测试技术对样品的相组成和显微结构进行了分析。结果表明,清水砖气孔率达6.36%-48.01%,抗折强度达18.87--66.83MPa,由CaAl2SiO8、Fe2O3、Ca3Fe1.88(SiO4)3、Ca3(SiO4)3相组成,气孔均布于样品中,另外还讨论和分析了影响样品气孔率和抗折强度及微观结构的因素。 相似文献
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