Ca和Ce双原子复合填充p型Ca_mCe_nFe_xCo_(4-x)Sb_(12)化合物的合成及热电性能

用高温熔融法合成了Ca和Ce复合填充的单相p型CamCenFexCo4-xSb12化合物,探索了两种原子复合填充对其热电性能的影响规律.研究结果表明,填充分数相同时,Ca和Ce两种原子复合填充的p型CamCenFexCo4-xSb12化合物的载流子浓度和电导率介于Ca或Ce一种原子单独填充的化合物之间,且随两种原子填充分数m+n的增加而降低;赛贝克系数随两种原子填充总量,尤其是Ce填充分数m的增加以及温度的上升而增加;在相同填充分数时,两种原子复合填充的p型CamCenFexCo4-xSb12化合物的晶格热导率较Ca或Ce一种原子单独填充的化合物的晶格热导率低,当总填充分数m+n为0.3左右,且Ca和Ce的填充量大致相等时,化合物的晶格热导率最低.p型Ca0.18Ce0.12Fe1.45Co2.55Sb12.21化合物的最大热电性能指数ZT值在750K时达到1.17.

双原子填充式skutterudite化合物的结构及X射线光电子能谱分析

用高温熔融、淬火、扩散退火结合放电等离子烧结(SPS)法合成了Ca和Ce复合填充的单相CamCenFexCo4-xSb12(m=0·17—0·27,n=0·05—0·25,x=1·5)化合物,并结合Rietveld结构解析以及X射线光电子能谱(XPS)分析研究了两种原子复合填充skutterudite化合物的结构与填充状态.Rietveld结构解析表明,CamCenFe1·5Co2·5Sb12化合物具有skutterudite结构,Ca和Ce原子填充到了Sb的二十面体空洞中,填充原子热振动参数BCa/Ce远大于框架原子的热振动参数BFe/Co和BSb.XPS元素窄区谱分析结果表明,Sb原子在结构中有五种化学状态,每种化学状态的相对含量主要由总填充分数决定,填充原子Ca在Sb的二十面体空洞出现概率有三种可能,但在中心位置出现的概率最大.