PDF《高压制备 Ag Pb SbTe》

第2 9卷第3期高压物理学报Vol.

29,N o .

3 2

0 1 5年6月CH I N E S EJ OUR NA L O F H I GH P R E S S UR E P HY S I C S J u n e ,

2 0

1 5 文章编号:

1 0

0 0 -

5 7

7 3 (

2 0

1 5 )

0 3 -

0 2

1 9 -

0 4 高压制备 A g 1- x P b

1 8 S b T e

2 0及其电学性能的研究 * 樊浩天1 , 宿太超1 , 李洪涛2 , 朱红玉1 , 刘丙国1 , 李尚升1 , 胡美华1 , 马红安3 , 贾晓鹏1,

3 ( 1. 河南理工大学材料科学与工程学院, 环境友好型无机材料河南省 高校重点实验室培育基地, 河南焦作

4 5

4 0

0 3;

2. 上海出入境检验检疫局, 上海

2 0

0 1

3 5;

3. 吉林大学超硬材料国家重点实验室, 吉林长春

1 3

0 0

1 2 ) 摘要: 采用高压方法制备了 A g偏离化学计量比的 A g 1-x P b

1 8 S b T e

2 0( x=

0 ,

0 .

3 ,

0 .

6 ) 样品, 研 究了 A g含量及温度对样品电学输运性能的影响.X 射线衍射测试结果表明, 样品具有单相 N a C l结构, 晶格常数随 A g含量的减少而变小.电学输运性能测试表明: 与常规制备方法相比, 高压方法制备的 A g P b

1 8 S b T e

2 0样品的电导率较高;

样品电导率随x 的增大而逐渐增大, x=

0 .

6 时, 室温条件下的样品电导率高达1

5 9

8 . 4S / c m.随着温度的升高, S e e b e c k系数增大, 电导率减 小.

3 0 0℃时, A g

0 .

4 P b

1 8 S b T e

2 0样品的功率因子达到最大值, 约为1 .

9 7mW / ( m・K

2 ) . 关键词: 高压;

电学性能;

X 射线衍射;

S e e b e c k系数 中图分类号:O

5 2 1.

2 文献标志码: A d o i :

1 0.

1 1

8 5

8 / g y w l x b .

2 0

1 5.

0 3.

0 0

9 1 引言高性能热电材料需要具备较大的 S e e b e c k系数( S) 、 较高的电导率( σ) 和较低的热导率( κ) .其中, 较大的S e e b e c k系数能够保证热电材料具有较高的温差电效应, 较高的电导率和较低的热导率能够使 热量保持在热点器件的接触点附近, 并且能减少热量损失.这3个参数组成的表达式σ S

2 T / κ( T 为绝 对温度) 被称为品质因子[ 1] , 它决定热电材料的工作效率. σ S

2 为功率因子, 代表材料的电学输运性能. A g P b mS b T e m+2是目 前热电性能最高的块体材料之一.2

0 0

4 年, H s u 等人[

2 ] 首次报道了AgPbmS b T e m+2( m=1 0~1

8 ) 体系材料, 其中, A g P b

1 8S b T e

2 0 在700K 温度条件下的品质因子值高达1.7. 此后, 各国热电材料研究者利用多种方法合成了该材料, 例如: 粉末冶金、 快速冷凝、 机械合金化 等[

3 - 6] .其中, Z h o u等人[

5 ] 利用机械合金结合放电等离子体烧结( S p a r kP l a s m aS i n t e r i n g , S P S) 方法制 备了 P b过量的 A g P b mS b T e m+2材料, 其热电性能较高, 品质因子约1 . 5, σ S

2 约为2mW / ( m・K

2 ) .而 大多数研究者制备的 A g P b

1 8 S b T e

2 0材料的热电性能较低, 品质因子值一般在1左右或更低, 主要原因 是这些材料的电导率较低, 从而导致较小的功率因子.例如 K o s u g a等人[ 3] 利用固相反应结合热压烧 结方法制备的 A g 1-xP b

1 8 S b T e

2 0, 其最大功率因子仅为4 . 2mW / ( m・K

2 ) , 此时x=0 . 3, T=6

7 3K. * 收稿日期:

2 0

1 3 -

1 1 -

1 5;

修回日期:

2 0

1 3 -

1 2 -

1 7 基金项目:国家自然科学基金(

5 1

0 0

1 0

4 2,

1 1

2 0

4 0