雙原子復(fù)合填充Skutterudite化合物的合成及其熱電性能研究.pdf

1、本研究通過(guò)熔融法合成了單相雙原子填充MmNnFexCo4-xSb12(M=Ba或Ca，N=Sm，m+n=0.3～0.8，x=1.5)化合物，化合物的晶格常數(shù)隨填充總量m+n的增加而增大，得到填充極限的晶格常數(shù)分別為0.9083nm和0.9095nm；研究了Sm單獨(dú)填充及Ba+Sm、Ca+Sm復(fù)合填充對(duì)填充方鈷礦化合物的結(jié)構(gòu)和熱電性能的影響規(guī)律。 對(duì)于SmyFexCo4-xSb12化合物，隨著Sm填充分?jǐn)?shù)y的增加，Seebeck系

2、數(shù)增大，載流子濃度及電導(dǎo)率降低；化合物的晶格熱導(dǎo)率隨著Sm填充分?jǐn)?shù)的增加而進(jìn)一步的下降；Sm0.19Fe1.47Co2.53Sb12化合物的最大熱電性能指數(shù)ZT在750K時(shí)達(dá)0.55。 對(duì)于BamSmnFexCo4-xSb12化合物，具有相同填充分?jǐn)?shù)的兩種原子復(fù)合填充的BamSmnFexCo4-xSb12化合物的電導(dǎo)率介于一種原子單獨(dú)填充的BamFexCo4-xSb12和SmnFexCo4-xSb12化合物之間，隨著填充分?jǐn)?shù)的增

3、加，化合物的電導(dǎo)率下降，Seebeck系數(shù)增加；在相同填充分?jǐn)?shù)時(shí)，兩種原子復(fù)合填充的BamSmnFexCo4-xSb12化合物的晶格熱導(dǎo)率較Ba或Sm一種原子單獨(dú)填充的化合物BamFexCo4-xSb12和SmnFexCo4-xSb12的晶格熱導(dǎo)率低；Ba0.22Sm0.12Fe1.43Co2.57Sb12試樣在800K附近最大熱電性能指數(shù)ZT值達(dá)到0.72。 對(duì)于CamSmnFexCo4-xSb12化合物，隨著兩種填充原子填充

4、分?jǐn)?shù)的增加，化合物的電導(dǎo)率下降，當(dāng)填充總量相近時(shí)，與BamSmnFexCo4-xSb12化合物相比，CamSmnFexCo4-xSb12化合物的的電導(dǎo)率要低；CamSmnFexCo4-xSb12化合物的Seebeck系數(shù)隨著溫度的增加先增大而后降低，隨金屬原子填充總量，尤其是Sm填充量的增加而增加；相比于具有相同填充組成的BamSmnFexCo4-xSb12化合物，CamSmnFexCo4-xSb12化合物的晶格熱導(dǎo)率明顯低于前者；