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热电材料中的晶格热导率 被引量：13
1
作者 沈家骏 方腾 +3 位作者 傅铁铮 忻佳展 赵新兵 朱铁军 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期260-268,共9页
随着可再生能源及能源转换技术的快速发展,热电材料在发电及制冷领域的应用前景受到越来越广泛的关注。发展具有高热电优值材料的重要性日益突出,如何获得低晶格热导率是热电材料的研究重点之一。本文阐述了热容、声速及弛豫时间对晶格... 随着可再生能源及能源转换技术的快速发展,热电材料在发电及制冷领域的应用前景受到越来越广泛的关注。发展具有高热电优值材料的重要性日益突出,如何获得低晶格热导率是热电材料的研究重点之一。本文阐述了热容、声速及弛豫时间对晶格热导率的影响,介绍了本征低热导率热电材料所具有的典型特征,如强非谐性、弱化学键、本征共振散射及复杂晶胞结构等,并分析了通过多尺度声子散射降低已有热电材料晶格热导率的方法,其中包括点缺陷散射、位错散射、晶界散射、共振散射、电声散射等多种散射机制。此外,总结了几种预测材料最小晶格热导率的理论模型,对快速筛选具有低晶格热导率的热电材料具有一定的理论指导意义。最后,展望了如何获得低热导率热电材料的有效途径。 展开更多
关键词 热电材料 晶格热导率 热容 弛豫时间 综述
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通过In/Sb双掺杂优化SnTe基材料热电性能 被引量：3
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作者 傅铁铮 沈家骏 +2 位作者 忻佳展 朱铁军 赵新兵 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1467-1472,共6页
采用高温熔炼、热压烧结方法制备了p型Sn Te基热电材料Sn0.995–xIn0.005SbxTe(x=0~0.16)并研究了其热电性能。In掺杂可以在SnTe中引入共振能级,态密度增加,使得室温Seebeck系数提升。此外,因为与Sn所带电荷不同,Sb的异价掺杂会产生大... 采用高温熔炼、热压烧结方法制备了p型Sn Te基热电材料Sn0.995–xIn0.005SbxTe(x=0~0.16)并研究了其热电性能。In掺杂可以在SnTe中引入共振能级,态密度增加,使得室温Seebeck系数提升。此外,因为与Sn所带电荷不同,Sb的异价掺杂会产生大量自由电子,从而降低Sn Te基材料过高的载流子浓度;而纳米尺度富Sb第二相散射也会让晶格热导率进一步降低,在825 K时获得最低晶格热导率约0.73 W/(m?K)。通过电学和热学的协同优化,整个温度区间的zT值都得到提升。其中,Sn0.915In0.005Sb0.08Te在825 K时获得zT最大值约1.1,说明该体系Sn Te基材料在热电应用上有一定潜力。 展开更多
关键词 碲化锡 热电材料 共振掺杂 晶格热导率
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Zn-Sb双掺杂Mg_2(Si,Sn)合金的热电性能 被引量：3
3
作者 余冠廷 忻佳展 +1 位作者 朱铁军 赵新兵 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期310-314,共5页
Mg_2(Si,Sn)合金热电材料具有成本低廉、环境友好等优点,作为一种绿色环保的中温区热电材料一直受到广泛关注。在Mg_2(Si,Sn)基材料中掺杂大剂量Sb可诱发Mg空位,从而有效降低材料的热导率,但同时Seebeck系数也会降低。研究采用高温熔炼... Mg_2(Si,Sn)合金热电材料具有成本低廉、环境友好等优点,作为一种绿色环保的中温区热电材料一直受到广泛关注。在Mg_2(Si,Sn)基材料中掺杂大剂量Sb可诱发Mg空位,从而有效降低材料的热导率,但同时Seebeck系数也会降低。研究采用高温熔炼及真空热压法成功合成了Mg_(2.12-y)Si_(0.4)Sn_(0.5)Sb_(0.1)Zn_y(y=0～0.025)试样,通过在大剂量Sb掺杂的Mg_2(Si,Sn)基材料中添加Zn元素,研究了大剂量Sb和微量Zn双掺杂对材料电声输运特性的综合影响。研究结果表明,Zn-Sb双掺杂可通过有效抑制材料电子热导率的方法大幅降低Mg_2(Si,Sn)合金材料的总热导率,与此同时明显提高掺Zn试样的塞贝克系数以弥补其电导率的损失,维持材料较为优异的电学性能。最终,热导率的大幅优化及电学性能的维持实现了材料综合热电性能的显著提升,其中,成分为Mg_(2.095)Si_(0.4)Sn_(0.5)Sb_(0.1)Zn_(0.025)的材料在823 K下热电优值ZT达到1.42。 展开更多
关键词 热电材料 Mg2(Si Sn)合金 Zn-Sb双掺杂 热电优值
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Mg_(2)(Si,Sn)合金大尺寸试样低温固相反应法制备及其热电性能
4
作者 余冠廷 忻佳展 +2 位作者 李艾燃 朱铁军 赵新兵 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期533-540,共8页
Mg_(2)(Si,Sn)合金是一种受到广泛关注的中温区热电材料,具有成本低廉、环境友好等优点。Mg_(2)(Si,Sn)材料研究中非常重要的一环在于如何实现对Mg元素的精准控制,采用低温固相反应法可能是一种切实有效的方法。本研究通过低温固相反应... Mg_(2)(Si,Sn)合金是一种受到广泛关注的中温区热电材料,具有成本低廉、环境友好等优点。Mg_(2)(Si,Sn)材料研究中非常重要的一环在于如何实现对Mg元素的精准控制,采用低温固相反应法可能是一种切实有效的方法。本研究通过低温固相反应法成功制备了高质量Mg_(2)(Si,Sn)合金试样,并将此方法应用至百克级Mg_(2)Si_(0.35)Sn_(0.635)Sb_(0.015)大尺寸试样的制备中,研究了大尺寸试样不同区域的热电性能及其均匀性。实验结果表明低温固相反应法能有效抑制Mg元素的挥发,实现对其较为精准的成分控制;制得的大尺寸试样的致密度沿压力方向存在规律性分布,越靠近试样中心材料致密度越高,相应地其组分含量和热电性能也随之变化。在640 K时,Mg_(2)Si_(0.35)Sn_(0.635)Sb_(0.015)大尺寸试样在所研究的不同区域最高zT值约为0.75,平均zT值达到0.66。 展开更多
关键词 热电材料 Mg_(2)(Si Sn)合金 低温固相合成 规模化制备
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