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(Mg 2 Si 1- x Sb x ) 0.4 -(Mg 2 Sn) 0.6 固溶体合金的制备及热电输运特性

Han Zhi-Ming、Xin Zhang、Lu Qing-Mei、Jiuxing Zhang、Feipeng Zhang

2012Journal of Inorganic MaterialsMaterials Science被引 4

摘要

以Mg、Si、Sn、Sb块体为原料, 采用熔炼结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了n型(Mg 2 Si 1- x Sb x ) 0.4 -(Mg 2 Sn) 0.6 (0≤ x ≤0.0625)系列固溶体合金. 结构及热电输运特性分析结果表明: 当Mg原料过量8wt%时, 可以弥补熔炼过程中Mg的挥发损失, 形成单相(Mg 2 Si 1- x Sb x ) 0.4 -(Mg 2 Sn) 0.6 固溶体. 烧结样品的晶胞随Sb掺杂量的增加而增大; 电阻率随Sb掺杂量的增加先减小后增大, 当样品中Sb掺杂量 x ≤0.025时, 样品电阻率呈现出半导体输运特性, Sb掺杂量 x> 0.025时, 样品电阻率呈现为金属输运特性. Seebeck系数的绝对值随Sb掺杂量的增加先减小后增大; 热导率 κ 在Sb掺杂量 x ≤0.025时比未掺杂Sb样品的热导率低, 在Sb掺杂量x>0.025时高于未掺杂样品的热导率, 但所有样品的晶格热导率明显低于未掺杂样品的晶格热导率. 实验结果表明Sb的掺杂有利于降低晶格热导率和电阻率, 提高中温区Seebeck系数绝对值; 其中(Mg 2 Si 0.95 Sb 0.05 ) 0.4 -(Mg 2 Sn) 0.6 合金具有最大ZT值, 并在723 K附近取得最大值约为1.22.

引用本文（GB/T 7714）