碲化鉍及鋯鎳錫基熱電材料制備及性能研究.pdf

1、熱電材料是一種能將熱能轉化為電能的新型能源材料，它在廢熱能源回收方面有著廣泛的應用前景。熱電材料的性能由無量綱 ZT值的來評估：ZT=PF*T/K，PF=S2σ，其中PF為功率因子，K為熱導率，S為賽貝克，σ為電導率，T為溫度。本論文在傳統(tǒng)熱電材料體系復合改性以及熱電材料制備新方法的探索方面開展了系列研究，主要包括三個方面：第一，碲化鉍基復合熱電材料的制備及性能研究；第二， ZrNiSn基半休氏勒（half-Heusler）合金的制備及

2、性能研究；第三，NbFeSb基半休氏勒（half-Heusler）合金的制備及性能研究。具體內容如下：
　?。?）用高能球磨和高溫高壓燒結方法得到Bi0.48Sb1.52Te3/Mn0.8Cu0.2Sb2Se4復合材料，對樣品進行詳細的結構和性能表征。結果顯示，基體材料中出現(xiàn)了MnSe納米粒子，有效降低了體系的熱導。在復合2mol％ Mn0.8Cu0.2Sb2Se4的Bi0.48Sb1.52Te3樣品中，熱電性能達到了最優(yōu)，在T=

3、375 K時ZT達到最大為1.43，相對于基體樣品ZT提高將近40%。
　　（2）提出了新型機械化學法制備具有特殊缺陷結構的 ZrNiSn基半休氏勒（half-Heusler）合金熱電材料，有效降低其熱導。用鹵化物原料和堿金屬在高能球磨機中發(fā)生化學反應，并將球磨后的樣品進行高溫高壓燒結（SPS），最終得到的樣品中發(fā)現(xiàn)高密度晶界位錯結構，該結構對聲子有較強的散射作用，大大的降低了樣品熱導率，提升了樣品的熱電性能。
　　（3）采

4、用新型機械化學法，成功制備出 NbFeSb基半休氏勒（half-Heusler）合金熱電材料。在制備出的Nb0.8Ti0.2FeSb樣品中，由于較小的晶粒尺寸和高密度位錯結構，使得摻雜樣品的熱導率比較低。對同一 Nb0.8Ti0.2FeSb摻雜組分進行不同實驗條件的研究，發(fā)現(xiàn)Nb0.8Ti0.2FeSb樣品在SPS保溫4小時性能達到最優(yōu)。研究結果顯示，利用機械化學法制備的半休氏勒合金材料具有低熱導率，高熱電優(yōu)值 ZT，說明新型合成方法制