高壓燒結(jié)同質(zhì)納米復(fù)合方鈷礦材料的熱電及力學(xué)性能研究.pdf

1、熱電材料是一種能實(shí)現(xiàn)熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料，Skutterudite材料是其中的一種，它具備優(yōu)良的電性能，包括較高的載流子濃度和不錯(cuò)的Seebeck系數(shù)；雖然其熱導(dǎo)率相對(duì)其他熱電材料較高，但由于它特殊的晶體結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)摻雜、填充和納米復(fù)合等途徑顯著降低晶格熱導(dǎo)率，因此Skutterudite材料是當(dāng)前熱電家族中最具有發(fā)展前景的熱電材料之一。另外，熱電材料在服役過(guò)程中會(huì)受到熱應(yīng)力的作用，所以熱電材料的力學(xué)性能也越來(lái)越受到關(guān)注。

2、r>　　本文采用固相反應(yīng)合成了微米級(jí)化合物Co4Sb11.5Te0.5，然后使用高能球磨技術(shù)得到晶粒尺寸約為30nm的納米級(jí)化合物Co4Sb11.5Te0.5，最后通過(guò)高壓燒結(jié)制備了同質(zhì)納米復(fù)合材料Co4Sb11.5Te0.5+x wt％Nano-Co4Sb11.5Te0.5（x=0,10,20,40）。并且對(duì)同質(zhì)納米復(fù)合材料Co4Sb11.5Te0.5的制備工藝、微觀結(jié)構(gòu)、熱電性能以及力學(xué)性能進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明：
　　1）

3、高壓燒結(jié)所制備的同質(zhì)納米復(fù)合材料不僅物相較純、致密度較高，而且材料中的納米顆粒在燒結(jié)之后晶粒沒(méi)有長(zhǎng)大。
　　2）所有通過(guò)高壓燒結(jié)所制備的材料，材料的電輸運(yùn)性能在低溫時(shí)較差，而在高溫時(shí)較好；由于高壓燒結(jié)抑制了材料中晶粒的長(zhǎng)大，使得同質(zhì)納米復(fù)合材料的熱導(dǎo)率較低。隨著納米復(fù)合分?jǐn)?shù)的提高，材料的熱電性能逐漸提高，800K時(shí)，納米復(fù)合分?jǐn)?shù)40%的材料獲得最大ZT值1.37，相對(duì)于基體材料，即復(fù)合分?jǐn)?shù)為0%的材料熱電性能提高了58%。