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Bi_2Te_3基制冷晶棒加工废粉料的回收与热电性能的优化 被引量：3
1
作者 韩学武 樊希安 +3 位作者 张城诚 蔡新志 项求胜 胡杰 《粉末冶金材料科学与工程》 EI 北大核心 2017年第1期41-48,共8页
针对半导体制冷行业P型Bi_2Te_3基制冷晶棒的生产与加工过程中产生的废粉料,经过真空煅烧、1次熔炼及2次熔炼除去粉料中的杂质,获得Bi_2Te_3基粉末,然后加压烧结,制备P型Bi_2Te_3基块体材料,测定材料的热电性能,并通过在除杂后的Bi_2Te_... 针对半导体制冷行业P型Bi_2Te_3基制冷晶棒的生产与加工过程中产生的废粉料,经过真空煅烧、1次熔炼及2次熔炼除去粉料中的杂质,获得Bi_2Te_3基粉末,然后加压烧结,制备P型Bi_2Te_3基块体材料,测定材料的热电性能,并通过在除杂后的Bi_2Te_3基粉末中加入单质Sb和Te,进行成分优化。结果表明,废粉料的回收率达到85.73%以上,采用废粉料制备的P型块体Bi0.53Sb1.3Te3合金在室温下的电导率仅为331.79 S/cm,热电优值为0.75。在除杂后的废粉料中加入单质Sb和Te后制备的Bi0.36Sb1.64Te3合金在室温下的电导率达到970 S/cm,热电优值为1.13,350 K下的热电优值为1.23,并且在300~470 K温度范围内的热电优值都超过1.0,性能超过了采用高纯原材料生产的P型区域熔炼产品,能够满足生产企业的要求。 展开更多
关键词 半导体制冷 bi2te3基合金 加工废料 整体回收 热电材料 热电性能
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n型Bi_(2-x)Sb_(x)Te_(3-y)Se_(y)基化合物的缺陷结构调控与电热输运性能
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作者 李睿英 罗婷婷 +6 位作者 李貌 陈硕 鄢永高 吴劲松 苏贤礼 张清杰 唐新峰 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期244-253,共10页
Bi_(2)Te_(3)基化合物是目前室温附近性能最好的热电材料,但其存在着大量复杂的缺陷结构,缺陷工程是调控材料热电性能的核心手段,因此理解和有效地调控缺陷形态和浓度是获得高性能Bi_(2)Te_(3)基热电材料的关键.本文系统地研究了四元n型... Bi_(2)Te_(3)基化合物是目前室温附近性能最好的热电材料,但其存在着大量复杂的缺陷结构,缺陷工程是调控材料热电性能的核心手段,因此理解和有效地调控缺陷形态和浓度是获得高性能Bi_(2)Te_(3)基热电材料的关键.本文系统地研究了四元n型Bi_(2-x)Sb_(x)Te_(3-y)Se_(y)基化合物的缺陷演化过程及其对热电输运性能的影响规律.Sb和Se的固溶引入的带电伴生结构缺陷使得材料的载流子浓度发生了巨大变化,在Bi_(2-x)Sb_(x)Te_(2.994)Cl_(0.006)样品中,Sb的固溶降低了反位缺陷Sb_(Te)_(2)形成能,诱导产生了反位缺陷Sb_(Te)_(2),使得少数载流子空穴浓度从2.09×10^(16)cm^(-3)增加至3.99×10^(17)cm^(-3),严重劣化了电性能.在Bi_(1.8)Sb_(0.2)Te_(2.994-y)Se_(y)Cl_(0.006)样品中,Se的固溶使得Se(Te)_(2)+SbBi的缺陷形成能更低,抑制了反位缺陷Sb_(Te)_(2)的产生,Bi_(1.8)Sb_(0.2)Te_(2.694)Se_(0.30)Cl_(0.006)样品的少数载流子空穴浓度降至1.49×10^(16)cm^(-3),消除了其对材料热电性能的劣化效果,显著地提升了材料的功率因子,室温下达到4.49 mW/(m·K^(2)).结合Sb和Se固溶增强合金化散射降低材料的热导率,Bi_(1.8)Sb_(0.2)Te_(2.844)Se_(0.15)Cl_(0.006)样品在室温下获得最大ZT值为0.98.该研究为调控具有复杂成分的Bi_(2)Te_(3)基材料的点缺陷、载流子浓度和热电性能提供了重要的指导. 展开更多
关键词 bi2te3基化合物 缺陷工程 热电性能
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n型Bi_(2)Te_(3)基化合物的类施主效应和热电性能
3
作者 李强 陈硕 +7 位作者 刘可可 鲁志强 胡芹 冯利萍 张清杰 吴劲松 苏贤礼 唐新峰 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期288-296,共9页
晶粒细化是提高Bi_(2)Te_(3)基热电材料力学性能的重要方法,但晶粒细化过程中伴随的类施主效应严重劣化了材料的热电性能,并且一旦产生类施主效应,就很难通过简单的热处理等工艺消除.本文系统研究n型Bi_(2)Te_(3)基化合物烧结前粉体颗... 晶粒细化是提高Bi_(2)Te_(3)基热电材料力学性能的重要方法,但晶粒细化过程中伴随的类施主效应严重劣化了材料的热电性能,并且一旦产生类施主效应,就很难通过简单的热处理等工艺消除.本文系统研究n型Bi_(2)Te_(3)基化合物烧结前粉体颗粒尺寸对材料类施主效应和热电性能的影响规律.随着颗粒尺寸减小,氧诱导的类施主效应明显增强,载流子浓度从10 M烧结样品的3.36×10^(19)cm^(-3)急剧增加到120 M烧结样品的7.33×10^(19)cm^(-3),严重偏离最佳载流子浓度2.51×10^(19)cm^(-3),热电性能严重劣化.当粉体颗粒尺寸为1—2 mm时,烧结样品的Seebeck系数为–195 μV/K,载流子浓度为3.36×10^(19)cm^(-3),与区熔样品沿着ab面方向的Seebeck系数为–203 μV/K和载流子浓度为2.51×10^(19)cm^(-3)相近,未表现出明显的类施主效应,可作为粉末冶金工艺的优质原料. 18 M烧结样品获得最大ZT值为0.75,进一步增强织构有望获得优异的热电性能.本研究为调控和有效抑制类施主效应的产生提供了新方法和途径,为采用粉末冶金工艺制备具有优异热电性能和力学性能材料提供了重要指导. 展开更多
关键词 bi_(2)te_(3)基化合物 颗粒尺寸 类施主效应 热电性能
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