赵雪盈
,
柏胜强
,
李小亚
,
周燕飞
,
陈立东
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00803
采用熔融法结合SPS烧结技术合成了SryCo4Sb12-xTex化合物, 并探讨了Te掺杂对化合物热电性能的影响. 采用XRD及EPMA确定了相组成及化学成分, 并测试了材料的高温热电性能. 实验结果表明, 虽然Te掺杂降低了Sr在CoSb3中的填充量, 但是与具有相近Sr填充量的基体相比, Te掺杂提高了材料的载流子浓度和电导率, 同时也提高了塞贝克系数; Te掺杂由于引入了电子-声子散射, 进一步降低了材料的晶格热导率, 并且随着Te掺杂量的增加, 晶格热导率的降低幅度提高; 对x=0.05的样品Sr0.18Co4Sb11.95Te0.05, 在850K时, 材料的最大ZT值接近1.0, 与具有相近填充量的基体材料相比, ZT值提高了35％.
关键词:
Te 掺杂
,
SryCo4Sb12-xTex compound
,
thermoelectric transport properties
王东立
,
陈立东
,
柏胜强
,
李建国
无机材料学报
用溶胶-凝胶法合成了Ca3-xSmxCo4O9+δ(x=0,0.15,0.3和0.45)化合物粉体,并用SPS(Spark Plasma Sintering)烧结方法制备出相对密度>95％的块体材料.研究了Sm掺杂对其高温热电性能的影响.结果表明:在Ca位用Sm替代后材料的Seebeck系数和电阻率都增大,热导率降低.当Sm的掺杂量为10％(即 x=0.3)时可获得最佳的热电性能,1000K时它的ZT值可达0.3.
关键词:
Seebeck系数
,
thermoelectric material
,
figure of merit
赵雪盈
,
陈立东
,
柏胜强
,
裴艳中
,
李小亚
稀有金属材料与工程
采用熔融法结合放电等离子烧结(SPS)技术合成了P型填充方钴矿化合物Sr0.5Co4-xFexSb12,并研究了Fe掺杂对该化合物高温热电性能的影响.采用X-射线衍射(XRD)及电子探针(EPMA)表征了化合物的物相及化学成分,在300～850K温度范围内测试了化合物的电导率、赛贝克系数和热导率,采用Van dePauw方法测试了化合物的室温载流子浓度.实验结果表明,化合物的主要相组成为Sr0.5Co4-xFexSb12方钴矿相,同时含有少量FeSb2和CoSb2杂质相.化合物的赛贝克系数均为正值,表明为空穴导电.随着Fe掺杂量的增加,化合物的载流子浓度及电导率增加,赛贝克系数降低,晶格热导率降低,最小室温晶格热导率为1.97 Wm-1K-2.对于化合物Sr0.52Co2.32Fe1.68Sb12,在850K时获得的最大热电性能指数ZT约为0.60.
关键词:
Fe掺杂
,
填充方钴矿化合物
,
热电性能
王连军
,
江莞
,
柏胜强
,
王刚
,
陈立东
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2004.06.037
采用金属钛和碳化硅为初始原料,采用放电等离子体快速烧结(SPS)技术制备了致密纳米结构的Ti5Si3-TiC复合材料.借助XRD、SEM和TEM考察了复合材料的相组成和显微结构,利用压痕法测定了其室温显微硬度和断裂韧性.结果表明:利用SPS技术可在1260℃,保温8 min条件下使金属钛和碳化硅同步完成反应、烧结、致密化,生成Ti5Si3-TiC复合材料,并且晶粒细小,其中TiC晶粒尺寸＜200nm.
关键词:
纳米结构
,
原位反应烧结
,
复合材料
王东立
,
陈立东
,
柏胜强
,
李建国
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2004.06.017
用溶胶-凝胶法合成了Ca3-xSmxCo4O9+5(x=0,0.15,0.3和0.45)化合物粉体,并用SPS(Spark Plasma Sintering)烧结方法制备出相对密度＞95%的块体材料.研究了Sm掺杂对其高温热电性能的影响.结果表明:在Ca位用Sm替代后材料的Seebeck系数和电阻率都增大,热导率降低.当Sm的掺杂量为10%(即x=0.3)时可获得最佳的热电性能,1000K时它的ZT值可达0.3.
关键词:
Seebeck系数
,
热电材料
,
品质因子
赵雪盈
,
柏胜强
,
李小亚
,
周燕飞
,
陈立东
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00803
采用熔融法结合SPS烧结技术合成了SryCo4Sb12-xTex化合物,并探讨了Te掺杂对化合物热电性能的影响.采用XRD及EPMA确定了相组成及化学成分,并测试了材料的高温热电性能.实验结果表明,虽然Te掺杂降低了Sr在CoSb3中的填充量,但是与具有相近Sr填充量的基体相比,Te掺杂提高了材料的载流子浓度和电导率,同时也提高了塞贝克系数;Te掺杂由于引入了电子-声子散射,进一步降低了材料的晶格热导率,并且随着Te掺杂量的增加,晶格热导率的降低幅度提高;对x=0.05的样品Sr0.18Co4Sb11.95Te0.05,在850K时,材料的最大ZT值接近1.0,与具有相近填充量的基体材料相比,ZT值提高了35%.
关键词:
Te掺杂
,
SryCo4Sb12-xTex化合物
,
热电传输性能
吴汀
,
柏胜强
,
史迅
,
陈立东
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12615
利用熔融法和等离子放电烧结(sPs)制备单相双原子填充BaxEuyCo4Sb12方钴矿材料并测试其高温热电性能.实验发现,在高填充量下(x+y＞40％),材料在高温时具有高的功率因子(＞60 W/(cm·K2)).在方钴矿的晶格空洞中同时引入Ba和Eu两种填充原子,能增强晶格声子散射,从而大幅降低方钴矿的晶格热导.实验证实,BaxEuvC04Sb12体系的晶格热导显著降低,其室温晶格热导最低达1.7 W/(m·K).与此对应的是双原子填充BaxEuyCo4Sb12方钴矿材料的热电优值(ZT值)明显增大,其中Ba0.19Eu0.23Co4Sb12的ZT值在850 K时达到了1.3.
关键词:
热电
,
填充方钴矿
,
输运性能
唐云山
,
柏胜强
,
任都迪
,
廖锦城
,
张澜庭
,
陈立东
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140378
通过放电等离子烧结(SPS)实现阻挡层 Ti-Al、过渡焊接层 Ni 与热电臂 Yb0.3Co4Sb12的一体化烧结，使用Ag-Cu-Zn 共晶合金完成热电元件 Yb0.3Co4Sb12/Ti-Al/Ni 与 Mo-Cu 电极的钎焊连接。扫描电镜(SEM)显示出Yb0.3Co4Sb12/Ti-Al/Ni/Ag-Cu-Zn/Mo-Cu 接头中各界面结合良好，无裂纹，成分分析发现 Yb0.3Co4Sb12/Ti-Al 界面存在AlCo、TiCoSb及TiSb2等金属间化合物(IMC)。500℃下等温时效30 d后， Yb0.3Co4Sb12/Ti-Al界面处的金属间化合物厚度无明显变化； Ag-Cu-Zn/Ni界面处Cu、Zn扩散趋于稳定， Cu-Zn扩散层厚度达到约40μm。界面接触电阻测试结果表明，等温时效前后Yb0.3Co4Sb12/Ti-Al/Ni/Ag-Cu-Zn/Mo-Cu元件的界面接触电阻率均低于10μ?·cm2。
关键词:
热电元件
,
放电等离子烧结
,
钎焊
,
接触电阻率
陈立东
,
熊震
,
柏胜强
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00561
低维化和纳米化实现电、声输运特性的协同调控从而优化热电性能是当前热电材料领域的一个重要研究方向. 通过外混、原位复合等方式引入的纳米颗粒能散射具有中长波波长的声子从而降低材料的晶格热导率, 同时纳米化有助于载流子在费米能级附近态密度的提高, 纳米颗粒构成的界面所产生的界面势垒能有效过滤低能量载流子, 从而增大赛贝克系数. 纳米颗粒的含量、分散状态以及颗粒本征性质是设计高性能纳米复合热电材料的关键. 对于不同材料体系, 外部混合、原位氧化、分相析出等制备方法为实现微结构控制提供了可能. 本文以几个典型材料体系为例介绍微结构调控提高材料热电性能的研究进展, 并讨论微结构调控对电、声输运的影响机制.
关键词:
微结构
,
microstructure
,
nano-composite
,
scattering
陈立东
,
熊震
,
柏胜强
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00561
低维化和纳米化实现电、声输运特性的协同调控从而优化热电性能是当前热电材料领域的一个重要研究方向.通过外混、原位复合等方式引入的纳米颗粒能散射具有中长波波长的声子从而降低材料的品格热导率,同时纳米化有助于载流子在费米能级附近态密度的提高,纳米颗粒构成的界面所产生的界面势垒能有效过滤低能量载流子,从而增大赛贝克系数.纳米颗粒的含量、分散状态以及颗粒本征性质是设计高性能纳米复合热电材料的关键.对于不同材料体系,外部混合、原位氧化、分相析出等制备方法为实现微结构控制提供了可能.本文以几个典型材料体系为例介绍微结构调控提高材料热电性能的研究进展,并讨论微结构调控对电、声输运的影响机制.
关键词:
微结构
,
纳米复合
,
散射
,
综述
