韩志明
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张忻
,
路清梅
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张久兴
,
张飞鹏
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11550
以Mg、Si、Sn、Sb块体为原料,采用熔炼结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了n型(Mg2Si1-xSbx)0.4-(Mg2Sn)0.6(0≤x≤0.0625)系列固溶体合金.结构及热电输运特性分析结果表明:当Mg原料过量8wt％时,可以弥补熔炼过程中Mg的挥发损失,形成单相(Mg2Si1-xSbx)0.4-(Mg2Sn)0.6固溶体.烧结样品的晶胞随Sb掺杂量的增加而增大；电阻率随Sb掺杂量的增加先减小后增大,当样品中Sb掺杂量x≤0.025时,样品电阻率呈现出半导体输运特性,Sb掺杂量x＞0.025时,样品电阻率呈现为金属输运特性.Seebeck系数的绝对值随Sb掺杂量的增加先减小后增大;热导率k在Sb掺杂量x≤0.025时比未掺杂Sb样品的热导率低,在Sb掺杂量x＞0.025时高于未掺杂样品的热导率,但所有样品的晶格热导率明显低于未掺杂样品的晶格热导率.实验结果表明Sb的掺杂有利于降低晶格热导率和电阻率,提高中温区Seebeck系数绝对值；其中(Mg2Si0.95Sb0.05)0.4-(Mg2Sn)0.6合金具有最大ZT值,并在723 K附近取得最大值约为1.22.
关键词:
Mg2Si基热电材料
,
Sb掺杂
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热电性能
,
放电等离子烧结
曹萌萌
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周园
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任秀峰
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年洪恩
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李翔
硅酸盐通报
热电材料是一种性能优越的环境友好型材料,它能够直接把电能和热能相互转化,是目前新技术能源材料领域的关键材料.Mg2Si基半导体是一种新型的中温区热电材料,具有热电值高,原料无毒害等优点,由于镁的活性较高,如何制备出性能更加优良的Mg2Si基块体热电材料成为本领域研究的重点.本文简要介绍了Mg2Si基热电材料的基本性质,阐述其各种制备方法和掺杂研究现状,并展望其未来研究方向.
关键词:
Mg2Si基热电材料
,
制备
,
掺杂
