CoSb3基熱電納米材料的水熱制備及研究.pdf

1、熱電材料是一種能夠?qū)崿F(xiàn)電能與熱能之間直接轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體功能材料。它提供了一種安全可靠、全固態(tài)的發(fā)電和制冷方式，具有廣闊的應(yīng)用前景。熱電材料的納米化能夠有效降低材料的熱導(dǎo)率，由于納米結(jié)構(gòu)引入了大量的晶界，納米顆粒和晶界對聲子的選擇性散射降低了材料的熱導(dǎo)率。水熱法在制備低維材料方面具有合成工藝簡單、成本低、易于控制形貌等顯著優(yōu)點(diǎn)，在納米材料制備領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
　　本文以方鈷礦CoSb3熱電材料為研究對象，采用水熱法、熱壓合成了具有

2、納米結(jié)構(gòu)的方鈷礦化合物，并結(jié)合材料的摻雜、填充手段，對熱電材料進(jìn)行了研究，取得了以下主要成果。
　　在本論文第三章中，我們系統(tǒng)研究了CoSb3熱電材料的合成工藝參數(shù)。采用不同的化合物作為Sb源，通過物相結(jié)果分析，確定最佳的Sb源為SbCl3;同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中還不斷的提高水熱反應(yīng)溫度和延長保溫時(shí)間，最終在270℃保溫24h下得到了均勻單相的CoSb3納米粉末，粉體的粒徑約為50nm。隨后，將納米粉體熱壓燒結(jié)成塊體，對材料的熱電性能進(jìn)行測

3、試，結(jié)果表明，樣品的熱導(dǎo)率得到了顯著的降低，介于1.93到2.06Wm-1K-1之間，這得益于納米材料的晶界密度的提高。
　　在第四章中，為了提高材料的熱電性能，我們在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對材料進(jìn)一步進(jìn)行Fe元素的置換和稀土Dy元素的填充。在實(shí)驗(yàn)中，我們研究了熱電材料FexCo4-xSb12中(x=0.5，1，2) Fe原子的最佳置換參數(shù)，通過分析確定，在270℃制備出了均勻單相的Fe1Co3Sb12，隨著Fe含量的增加，雜質(zhì)相會(huì)增