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p型多晶Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)合金类施主效应与热电性能
被引量：
3
1
作者
鲁志强
刘可可
+6 位作者
李强
胡芹
冯利萍
张清杰
吴劲松
苏贤礼
唐新峰
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期1331-1337,I0012,I0013,共9页
晶粒细化是提高Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)合金力学性能的有效途径,但是粉末冶金过程中晶粒细化导致的类施主效应会严重劣化材料热电性能,制约了Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)基合金在微型热电器件中的应用。本研究围绕p型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3...
晶粒细化是提高Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)合金力学性能的有效途径,但是粉末冶金过程中晶粒细化导致的类施主效应会严重劣化材料热电性能,制约了Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)基合金在微型热电器件中的应用。本研究围绕p型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)基合金,采用实验结合理论计算系统研究了粉末冶金制备过程中研磨和脱附气氛对烧结样品中类施主效应和电热输运性能的影响规律和机制。Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)基合金破碎研磨过程中粉体表面产生缺陷V_(Te)^(··)和V_(Sb)^(")并物理吸附空气中的O_(2),在烧结过程中与吸附的O_(2)发生缺陷化学反应,产生大量V_(Te)空位和自由电子,导致类施主效应,使空穴浓度大幅降低。在保护气氛下(Ar气氛)研磨避免接触空气或在空气中研磨后放置在保护气氛下脱附O_(2),都可以有效抑制类施主效应,使样品保持较高的载流子浓度和电导率,且性能在473 K下保持稳定。在空气中研磨后直接烧结的样品和放置在空气中粉体烧结的样品表现出明显的类施主效应,样品的载流子浓度从保护气氛处理样品的4.49×10^(19)cm^(−3)下降至3.21×10^(19)cm^(−3),采用保护气氛处理的粉体烧结样品在402 K下获得最高的热电优值ZT为1.03,平均ZTave为0.92。该研究为调控p型多晶Bi_(2)Te_(3)基化合物的类施主效应和优化其热电性能提供了新思路。
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关键词
Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)合金
类施主效应
载流子浓度
热电性能
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职称材料
题名
p型多晶Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)合金类施主效应与热电性能
被引量：
3
1
作者
鲁志强
刘可可
李强
胡芹
冯利萍
张清杰
吴劲松
苏贤礼
唐新峰
机构
武汉理工大学襄阳示范区
武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室
武汉理工大学纳微结构研究中心
出处
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期1331-1337,I0012,I0013,共9页
基金
国家自然科学基金(52122108,51972256)
国家重点研发计划(2018YFB0703600)
湖北隆中实验室自主创新项目(2022ZZ-07)。
文摘
晶粒细化是提高Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)合金力学性能的有效途径,但是粉末冶金过程中晶粒细化导致的类施主效应会严重劣化材料热电性能,制约了Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)基合金在微型热电器件中的应用。本研究围绕p型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)基合金,采用实验结合理论计算系统研究了粉末冶金制备过程中研磨和脱附气氛对烧结样品中类施主效应和电热输运性能的影响规律和机制。Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)基合金破碎研磨过程中粉体表面产生缺陷V_(Te)^(··)和V_(Sb)^(")并物理吸附空气中的O_(2),在烧结过程中与吸附的O_(2)发生缺陷化学反应,产生大量V_(Te)空位和自由电子,导致类施主效应,使空穴浓度大幅降低。在保护气氛下(Ar气氛)研磨避免接触空气或在空气中研磨后放置在保护气氛下脱附O_(2),都可以有效抑制类施主效应,使样品保持较高的载流子浓度和电导率,且性能在473 K下保持稳定。在空气中研磨后直接烧结的样品和放置在空气中粉体烧结的样品表现出明显的类施主效应,样品的载流子浓度从保护气氛处理样品的4.49×10^(19)cm^(−3)下降至3.21×10^(19)cm^(−3),采用保护气氛处理的粉体烧结样品在402 K下获得最高的热电优值ZT为1.03,平均ZTave为0.92。该研究为调控p型多晶Bi_(2)Te_(3)基化合物的类施主效应和优化其热电性能提供了新思路。
关键词
Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)合金
类施主效应
载流子浓度
热电性能
Keywords
Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)alloy
donor-like effect
carrier concentration
thermoelectric property
分类号
TQ174 [化学工程—陶瓷工业]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
p型多晶Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)合金类施主效应与热电性能
鲁志强
刘可可
李强
胡芹
冯利萍
张清杰
吴劲松
苏贤礼
唐新峰
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
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