PDF《高压烧结法制备 Bi2 Te3 纳米晶块体热电性能的研究 吴芳 王伟》

高压烧结法制备Bi2Te3 纳米晶块体热电性能的研究 吴芳 王伟 Thermoelectric properties of the Bi2Te3 nanocrystalline bulk alloy pressed by the high-pressure sintering Wu Fang Wang Wei 引用信息 Citation: Acta Physica Sinica, 64,

047201 (2015) DOI: 10.

7498/aps.64.047201 在线阅读View online: http://dx.doi.org/10.7498/aps.64.047201 当期内容View table of contents: http://wulixb.iphy.ac.cn/CN/Y2015/V64/I4 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 半导体温差发电过程的模型分析与数值仿真 Analysis and simulation of semiconductor thermoelectric power generation process 物理学报.2014, 63(19):

197201 http://dx.doi.org/10.7498/aps.63.197201 非等电子Sb替换Cu和Te后黄铜矿结构半导体Cu3Ga5Te9 的热电性能 Thermoelectric properties of chalcopyrite Cu3Ga5Te9 with Sb non-isoelectronic substitution for Cu and Te 物理学报.2014, 63(5):

057201 http://dx.doi.org/10.7498/aps.63.057201 Si100P2.5 (GaP)1.5 中随机孔洞对热电性能的影响 Effects of random pores on the thermoelectric properties of Si100P2.5 (GaP)1.5 bulk 物理学报.2012, 61(23):

237201 http://dx.doi.org/10.7498/aps.61.237201 磁各向异性热电效应对自旋相关器件的影响 Influence of magnetic anisotropy thermoelectric effect on spin-dependent devices 物理学报.2012, 61(20):

207201 http://dx.doi.org/10.7498/aps.61.207201 纳米陶瓷中限域效应与界面效应对热电性能影响的理论研究 Confinement effect and interface effects on the thermoelectric properties of nano-ceramics: theoretical study 物理学报.2012, 61(18):

187201 http://dx.doi.org/10.7498/aps.61.187201 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 64, No.

4 (2015)

047201 高压烧结法制备Bi2Te3纳米晶块体 热电性能的研究? 吴芳1)3)? 王伟2) 1)(河南教育学院物理与电子工程学院, 郑州 450046) 2)(中州大学信息工程学院, 郑州 450044) 3)(郑州大学物理工程学院, 材料物理教育部重点实验室, 郑州 450052) (

2014 年7月24 日收到;

2014 年9月26 日收到修改稿 ) 用高压烧结法对水热法制备的 Bi2Te3 纳米线及纳米颗粒粉体进行了压制成型, 并与真空热压法制备的 样品进行了形貌和热电性能的比较. 研究表明, 高压烧结样品内的晶粒尺寸明显小于热压样品. 热电性能的 研究表明, 高压烧结样品的电阻率、 赛贝克系数和热导率均优于真空热压样品. 由纳米线粉体高压烧结的样品 其热电优值 ZT 在室温时达到了 0.5, 高于真空热压样品的值, 表明高压烧结是热电材料纳米粉体成型的一种 有效方法. 关键词: 热电性能, 纳米粉体成型, 高压烧结 PACS: 72.15.Jf, 81.20.Ev DOI: 10.7498/aps.64.047201

1 引言目前, 人类对能源的需求不断增加, 石化能源 的消耗也日益加剧且面临枯竭. 因此, 寻找和发展 可持续、 低成本及环保的新型能源成为人类社会发 展面临的重大课题 [1] . 热电材料, 也称为温差电材 料, 是一种通过固体中载流子的输运将热能和电能 直接相互转换的功能材料, 被认为是非常有竞争力 的能源材料之一. 用热电材料制作的热电转换器件 具有体积小、 无噪音、 无污染、 无运动部件、 免维护 等突出优点, 在温差电致冷和温差发电方面具有重 要的应用前景 [2,3] . 热电材料的热电性能由材料的 热电优值 ZT 决定, ZT = α2 T/(ρκ), 其中, α 是赛 贝克系数, ρ 是电阻率, κ 是热导率 (包括晶格热导 和电子热导), T 是绝对温度. 由此可见, 要提高热 电材料的热电性能, 需要在提高赛贝克系数的同时 降低电阻率和热导率 [4] . 碲化铋 Bi2Te3 是使用最广泛的商用热电合金, 如何进一步提高其热电性能是热电材料领域的研 究热点之一. 纳米化是提高热电性能的有效途径之 一[5] . 如果在 Bi2Te3 块材中引入纳米颗粒可以有 效地提高热电性能. 寻找合适的途径 (简便、 低价、 合适的颗粒大小和形貌)制备Bi2Te3 纳米颗粒及块 材成型技术对提高其热电性能有重要的意义 [6?9] . 与纳米颗粒组成的块材相比, 六角纳米晶片组 成的块材有大量的晶界, 可增强声子散射, 降低热 导率;