Mg或Sm元素掺杂对Se替代PbTe、GeTe及其合金的热电性能优化研究
[Abstract]:Pb Te,Ge Te is a medium temperature thermoelectric material with good performance. It has a wide application prospect in power generation field, and has important significance in energy saving and emission reduction, low carbon environmental protection. It can increase the solubility of Pb in Ge Te and improve the thermoelectric properties of the materials. In this work, three series of Pb0.98-xMgxNa0.02Te0.5Se0.5,Ge1-xMgxTe0.7Se0.3 and Ge0.75Pb0.2Sm0.03Te1-xSex alloy samples were prepared by melting, heat treatment, quenching and spark plasma sintering (SPS). In order to study the effect of Mg and Sm doping on the phase, microstructure and thermoelectric properties of Pb Te,Ge Te and Pb Te-Ge Te alloys replaced by Se, the thermoelectric properties of Pb Te,Ge Te and Pb Te-Ge Te alloys were optimized. A series of Pb0.98-xMgxNa0.02Te0.5Se0.5 alloys (0.02 / 0.02 / 0.04 / 0.06 / 0.08 / 0. 10) are studied. The results show that the substitution of Se increases the solution of Mg. The resistivity and Seebeck coefficient of the alloy first increased and then decreased with the increase of Mg content, and reached the maximum at x0. 06, while the thermal conductivity decreased first and then increased with the increase of Mg content, and reached the minimum value at x0. 04. In the end, the highest ZT value of the alloy with Mg doping amount of XG 0.04 is 1.0 at 673K, which is 13.6 higher than that of the undoped Mg alloy at the same temperature. The study on the Ge1-xMgxTe0.7Se0.3 (x _ (0.04) O _ (0.04) ~ (0.07) ~ (0.10) ~ (0.12) alloy shows that Mg exists in the form of precipitated second phase of Mg Se, and less solid solution is introduced into the alloy. With the increase of Mg content, the resistivity of the alloy increases, the Seebeck coefficient does not change much, but the thermal conductivity decreases more. Finally, the maximum thermoelectric excellent value of 0.60 is obtained at 673K when the content of Mg is 0.12. It is 17 times higher than that of pure Ge Te at the same temperature. A series of Ge0.75Pb0.2Sm0.03Te1-xSex alloys (xn00. 1 + 0. 2, 0. 3, 0. 4, 0. 50. 6) show that the substitution of Se increases the solution degree of Pb in Ge Te solid solution, and the Sm doping of rare earth element refines the structure of amplitude modulation decomposition. With the increase of Se content, the resistivity of the alloy increases, the Seebeck coefficient increases, and the thermal conductivity decreases significantly. The lowest thermal conductivity (0.78 W m ~ (-1) K ~ (-1) and the highest thermoelectric excellent value (ZT=1.5,) of the alloy with Se substitution x _ (0.5) are 51% higher than that of x _ (0) 0.99.
【学位授予单位】:深圳大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB34
【共引文献】
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,本文编号:2393253
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