新型热电材料的制备及热电性能的研究
发布时间：2021-01-16 06:21
采用熔融退火结合等离子活化烧结技术合成了单相的Ba2SnTe5和BaAg2SnSe4化合物,并研究了他们的晶体结构、相组成、微结构以及电性能和热性能。结果表明:该类材料具有极低的晶格热导率和较高的Seebeck系数。另外,BaAg2SnSe4基材料因高对称性的晶体结构,是一种潜在的热电材料,为今后设计高性能热电材料提供了新思路。
【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(18)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同烧结块体的自由断面FESEM图像
图5测试了合成的单斜Ba2Sn Te5和Ba Ag2-Sn Se4样品随温度升高，质量Tg的变化。可看出，对于Ba2Sn Te5样品，直到673K，样品的质量损失不足1%，但673K后质量急剧下降，说明样品发生了分解。为了保护测试仪器，Ba2Sn Te5样品的测试温度选定为300～573 K。对于Ba Ag2Sn Se4样品来说，直到873 K时，样品的质量损失不足1%，且为保护仪器免受样品污染，拟定Ba Ag2Sn Se4的测试温度为300～623 K。另外，文献中报道：在650℃时，斜方的Ba2Sn Te5转变为单斜的Ba2Sn Te5，而在测试的Tg图像中看到在643℃存在相变吸热峰，这进一步证明了通过上述方法合成了Ba2Sn Te5材料。图6为Ba2Sn Te5和Ba Ag2Sn Se4样品的电导率、Seebeck系数、功率因子随温度的变化规律。从图6(a）可看出，在整个测试温度范围内Ba2Sn Te5样品的电导率均随温度升高逐渐增大，表现出半导体电传输特性。在573K时，电导率σ取得最大值σMax=1.01 S·cm-1。而Ba Ag2Sn Se4样品则在323～573 K内，电导率随着温度升高而增大，表现出半导体电传输特性。当温度超过573K时，随温度升高，Ba Ag2Sn Se4电导率呈下降趋势，表现出金属的电传输特性。在T=573 K时，得到最大电导率σMax=1.8 S·cm-1。在低温时，Ba Ag2Sn Se4的电导率低于Ba2Sn Te5；当温度逐渐升高超过373K时，Ba Ag2Sn Se4电导率超过Ba2Sn Te5。尽管本征的Ba Ag2Sn Se4电导率较Ba2Sn Te5高，但依然远低于传统的热电材料。
图6为Ba2Sn Te5和Ba Ag2Sn Se4样品的电导率、Seebeck系数、功率因子随温度的变化规律。从图6(a）可看出，在整个测试温度范围内Ba2Sn Te5样品的电导率均随温度升高逐渐增大，表现出半导体电传输特性。在573K时，电导率σ取得最大值σMax=1.01 S·cm-1。而Ba Ag2Sn Se4样品则在323～573 K内，电导率随着温度升高而增大，表现出半导体电传输特性。当温度超过573K时，随温度升高，Ba Ag2Sn Se4电导率呈下降趋势，表现出金属的电传输特性。在T=573 K时，得到最大电导率σMax=1.8 S·cm-1。在低温时，Ba Ag2Sn Se4的电导率低于Ba2Sn Te5；当温度逐渐升高超过373K时，Ba Ag2Sn Se4电导率超过Ba2Sn Te5。尽管本征的Ba Ag2Sn Se4电导率较Ba2Sn Te5高，但依然远低于传统的热电材料。从图6(b）可见，样品都具有较高的Seebeck系数，且为正值，表现为p型传导。Ba2Sn Te5样品的Seebeck系数在整个测试温度范围内随温度升高呈现为逐渐降低的趋势，在室温下取得最大值，为476μV·K-1。Ba Ag2Sn Se4样品的Seebeck系数先随温度升高而缓慢降低，673K之后随温度升高略有增加，在300 K时取得最大值，为520μV·K-1，与文献报道的550μV·K-1结果一致[5]。
本文编号：2980315
【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(18)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同烧结块体的自由断面FESEM图像
图5测试了合成的单斜Ba2Sn Te5和Ba Ag2-Sn Se4样品随温度升高，质量Tg的变化。可看出，对于Ba2Sn Te5样品，直到673K，样品的质量损失不足1%，但673K后质量急剧下降，说明样品发生了分解。为了保护测试仪器，Ba2Sn Te5样品的测试温度选定为300～573 K。对于Ba Ag2Sn Se4样品来说，直到873 K时，样品的质量损失不足1%，且为保护仪器免受样品污染，拟定Ba Ag2Sn Se4的测试温度为300～623 K。另外，文献中报道：在650℃时，斜方的Ba2Sn Te5转变为单斜的Ba2Sn Te5，而在测试的Tg图像中看到在643℃存在相变吸热峰，这进一步证明了通过上述方法合成了Ba2Sn Te5材料。图6为Ba2Sn Te5和Ba Ag2Sn Se4样品的电导率、Seebeck系数、功率因子随温度的变化规律。从图6(a）可看出，在整个测试温度范围内Ba2Sn Te5样品的电导率均随温度升高逐渐增大，表现出半导体电传输特性。在573K时，电导率σ取得最大值σMax=1.01 S·cm-1。而Ba Ag2Sn Se4样品则在323～573 K内，电导率随着温度升高而增大，表现出半导体电传输特性。当温度超过573K时，随温度升高，Ba Ag2Sn Se4电导率呈下降趋势，表现出金属的电传输特性。在T=573 K时，得到最大电导率σMax=1.8 S·cm-1。在低温时，Ba Ag2Sn Se4的电导率低于Ba2Sn Te5；当温度逐渐升高超过373K时，Ba Ag2Sn Se4电导率超过Ba2Sn Te5。尽管本征的Ba Ag2Sn Se4电导率较Ba2Sn Te5高，但依然远低于传统的热电材料。
图6为Ba2Sn Te5和Ba Ag2Sn Se4样品的电导率、Seebeck系数、功率因子随温度的变化规律。从图6(a）可看出，在整个测试温度范围内Ba2Sn Te5样品的电导率均随温度升高逐渐增大，表现出半导体电传输特性。在573K时，电导率σ取得最大值σMax=1.01 S·cm-1。而Ba Ag2Sn Se4样品则在323～573 K内，电导率随着温度升高而增大，表现出半导体电传输特性。当温度超过573K时，随温度升高，Ba Ag2Sn Se4电导率呈下降趋势，表现出金属的电传输特性。在T=573 K时，得到最大电导率σMax=1.8 S·cm-1。在低温时，Ba Ag2Sn Se4的电导率低于Ba2Sn Te5；当温度逐渐升高超过373K时，Ba Ag2Sn Se4电导率超过Ba2Sn Te5。尽管本征的Ba Ag2Sn Se4电导率较Ba2Sn Te5高，但依然远低于传统的热电材料。从图6(b）可见，样品都具有较高的Seebeck系数，且为正值，表现为p型传导。Ba2Sn Te5样品的Seebeck系数在整个测试温度范围内随温度升高呈现为逐渐降低的趋势，在室温下取得最大值，为476μV·K-1。Ba Ag2Sn Se4样品的Seebeck系数先随温度升高而缓慢降低，673K之后随温度升高略有增加，在300 K时取得最大值，为520μV·K-1，与文献报道的550μV·K-1结果一致[5]。
本文编号：2980315
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