冯松科
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李双明
,
罗钦雁
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傅恒志
稀有金属材料与工程
利用Bridgman定向凝固法,在大凝固速率范围内5～1000 μm/s制备出Bi2Te3-Sb2Te3三元合金块体热电材料,并对其凝固组织和不同凝固速率下合金的热电性能进行研究.结果表明:高温度梯度和大凝固速率范围内制备的25％Bi2Te3-75％Sb2Te3合金定向凝固组织由Bi0.5Sb1.5Te3单相组织组成;在较低凝固速率5μm/s下,熔体生长平界面失稳形成胞状组织,而随定向凝固速率的增加,胞状组织减少,组织细化.不同定向凝固速率下25％Bi2Te3-75％Sb2Te3合金的Seebeck系数和电阻率随着凝固速率的增加而增大.50 μm/s下300～450 K范围内获得功率因子(PF)在4.6×10-3～5.01×10-3 W/(K2·m),并在350 K时PF值达到最大值5.01× 10-3 W/(K2·m);而在高凝固速率500 μm/s下,其功率因子也可达4.5×10-3W/(K2·m),表明高温度梯度和大凝固速率制备热电材料是一种有效的制备工艺方法.
关键词:
Bi2Te3-Sb2Te3热电材料
,
微观组织
,
Seebeck系数
,
电阻率
,
功率因子
孙洪元
,
李双明
,
冯松科
,
傅恒志
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00735
对Co-93.0％Sb(质量分数)合金进行了Bridgman定向凝固和激光快速凝固实验,利用XRD,SEM和EDS分析了合金凝固组织中的相组成和成分分布.结果表明,在Bridgman定向凝固速率为2和5μm/s时,合金凝固组织只有CoSb3和Sb 2相；而当凝固速率为20,50,100和500 μm/s时,组织由初生相CoSb2,包晶相CoSb3和Sb相组成,凝固组织中CoSb3体积分数随凝固速率的增加而减少.激光快速凝固方法中,当扫描速率为5 mm/s时,组织有CoSb2,CoSb3和Sb 3相；而当扫描速率增大到10,20和50 mm/s时,包晶相CoSb3取代初生相CoSb2直接析出,合金凝固组织只有CoSb3和Sb 2相,根据凝固理论计算得出,包晶相直接析出的临界速率为7.61 mm/s,与实验结果相吻合.另外,低定向凝固速率2-5 μm/s下获得CoSb3是因为有足够的凝固时间促进包晶反应进行,而激光快速凝固下,凝固速率大于10 mm/s时,CoSb3是通过液相直接凝固获得的.要获得大体积分数的CoSb3相,需采用较低的定向凝固速率.
关键词:
Co-Sb合金
,
定向凝固
,
包晶
,
组织
,
热电材料
,
CoSb3
