PbTe基合金材料的軟化學(xué)法制備及熱電性能研究.pdf

1、熱電材料是一種能夠?qū)崿F(xiàn)電能與熱能間直接轉(zhuǎn)換的功能材料，在熱電制冷和溫差發(fā)電等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值和廣泛的應(yīng)用前景。PbTe基合金是目前中溫附近應(yīng)用最好的熱電材料之一，其最高無量綱熱電優(yōu)值ZT已經(jīng)達(dá)到2.2。制備納米和低維的熱電材料有助于提高熱電優(yōu)值。
　　本文采用水熱(溶劑熱)法、低溫水化學(xué)法合成了單相PbTe納米合金，在此基礎(chǔ)上合成了Pb、Sb微量摻雜的PbTe-Pb-Sb體系復(fù)合材料。對材料的制備工藝、反應(yīng)機(jī)理、微觀形貌、能

2、帶結(jié)構(gòu)以及熱電性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　以Pb(CH3COO)2·3H2O、Na2TeO3為初始原料，H4N2·H2O作為還原劑，采用水熱法合成了單相PbTe納米合金。探討了各種反應(yīng)條件的改變對產(chǎn)物微觀形貌的影響。研究結(jié)果表明，一次水熱法可以制備結(jié)晶度較好的PbTe納米粉體，其微觀形貌為規(guī)則的八角花瓣狀，晶粒大小約為2μm。不改變反應(yīng)原料，以乙醇:水=1:1的溶液作為溶劑，PVP作為添加劑，通過兩步溶劑熱法合成了納米管狀PbTe粉

3、體，納米空心管的直徑約為200nm，管長約為700nm。采用敞開體系低溫水化學(xué)法同樣合成了PbTe納米粉末。
　　本文合成了Pb、Sb微量摻雜的PbTe-Pb-Sb復(fù)合材料，并系統(tǒng)地進(jìn)行了電導(dǎo)率及Seebeck系數(shù)的測量。測試結(jié)果表明，通過對單相PbTe進(jìn)行 Pb、Sb復(fù)合摻雜可以提高其電導(dǎo)率，當(dāng)(Pb+Sb)總含量低于5％時，電導(dǎo)率提高比較明顯，最大值可達(dá)317.7S/cm，比單相PbTe最大值提高了166%；PbTe-Pb-S