SPS法制备p-型四元Al-Bi-Sb-Te合金的微结构与热电性能

采用SPS法制备了p-型四元Al-Bi-Sb-Te合金,研究其微结构和热电性能.结果表明:Al含量直接影响材料的电、热学输运性能.当材料中Al替代Sb元素后,四元合金AlxBi0.5Sb15-xTe3(x=0.05～0.2)的电导率明显增大;在室温附近,x=0.1的合金其电导率可达3.3×104Ω-1·m-1,大约是三元Bi0.5Sb1.5 Te3合金的2倍;四元合金系的最小Seebeck系数α为115μV/K,说明材料属p-型半导体;当温度为411 K时,合金AlxBi0.5-Sb1.5-xTe3(x=0.1)的ZT值出现最大值,其值为0.58,是同温度下典型三元Bi0.5Sb1.5Te3合金的1.6倍.

Ag-Bi-Sb-Te四元合金的热电性能

以Ag、Bi、Sb、Te为原料在1373K真空熔炼合成了AgxBi0.5Sb1．5-xTe3（x=0～0．5）合金。微观组织和结构分析显示，真空熔炼的合金具有层状组织特征，属R3m晶体结构，当x≥0．2时出现面心立方AgSbTe2相。电学性能测试表明，在300580K温度范围内合金的电导率随温度升高而下降，掺Ag后合金的电导率明显提高，掺Ag量为X=0．1试样的最大值达到2．3×10^5S／m。材料的Seebeck系数均为正值，表明掺Ag合金为P型半导体。

(Bi_2Te_3)_(0.90)(Sb_2Te_3)_(0.05)(Sb_2Se_3)_(0.05)热压合金微观结构和电学性能相关性研究

通过熔炼 研磨制备N型(Bi2Te3)0 90(Sb2Te3)0 05(Sb2Se3)0 05热电材料的粉末,热压制备混合粉末热压合金。通过SEM和XRD研究热压合金的微观结构,在室温测量热压合金样品的电学性能。结果表明热压合金在微观结构和电学性能上存在各向异性,从而预示能够在增强材料机械强度的同时提高其热电性能。

Na掺杂P型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3块状合金热电性能的研究

采用真空熔炼（1073 K,8 h）和热压烧结（733 K,1 h）制备了Na掺杂P型Bi0.5 Sb1.5 Te3热电材料,并在293～473 K范围内进行了电导率、塞贝克系数测试.利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对样品的物相结构和表面形貌进行了表征.XRD分析表明,真空熔炼合成粉末和热压烧结块体材料的XRD图谱峰与Bi0.5Sb1.5-Te3的标准衍射图谱（01 089-4302）相对应,表明Na元素已经完全固溶到Bi0.5Sb1.5Te3晶体结构中,形成了单相固溶体合金.SEM分析说明,Bi0.Sb1.5xNax Te3热压块体材料在平行和垂直于热压方向的断面上都分布着大量的层片状结构.Na掺杂明显提高了Bi0.5Sb1.5Te3在室温附近的Seebeck系数,但降低了电导率.在实验掺杂浓度范围内,Na掺杂使P型Bi0.5 Sb1.5 Te3块体材料的功率因子均减小.

In掺杂对p型Bi0.3Sb1.7Te3合金热电性能的影响

以p型Bi0.3Sb1.7Te3合金为研究对象,探究In掺杂对其电声传输性能的影响。研究发现,随着In含量的增加,Seebeck系数上升,电导率降低,且当In含量为0.025时材料具有最优的PF,为37.02μW/(K^2·cm)。此外,In掺杂增加了材料中点缺陷的浓度和晶格畸变的程度,加强了对声子的散射,故材料热导率下降。因此,当In含量为0.050时,样品在401 K下有最优的ZT,为1.11。本文为提升p型Bi0.3Sb1.7Te3合金热电性能提供了一种行之有效的方法,增加了热电材料实际应用的潜力。

同质界面浓度对P型Bi0.5Sb1.5Te3合金热电性能的影响

界面对材料的电声输运性能具有明显的调控作用。基于此,探究了同质界面浓度对P型Bi0.5Sb1.5Te3合金热电性能的影响。结果表明:随着同质界面浓度的增大,材料的电导率降低,Seebeck系数增大;界面浓度增加强化了对声子的散射,故热导率降低;经1min粉碎的烧结样品具有更优的高温电学性能,故其高温端热电性能更优。

SPS法制备的赝二元合金(Ga_2Te_3)_x-(Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3)_(1-x)(x=0～0.2)电学性能

采用放电等离子烧结(SPS)方法制备了赝二元合金(Ga2Te3)x-(Bi0.5Sb1.5Te3)1-x(x=0～0.2),并研究其电学性能。结果表明,在318K时(Ga2Te3)x-(Bi0.5Sb1.5Te3)1-x(x=0.1)合金的电导率为3.7×104Ω-1·m-1,是三元合金Bi0.5Sb1.5Te3的2倍,而Seebeck系数没有明显下降。从所测得的α和σ值可知,赝二元(Ga2Te3)x-(Bi0.5Sb1.5Te3)1-x(x=0.1)合金的功率因子最大,为2.1×10-3(W·K-2·m-1),是三元Bi0.5Sb1.5Te3合金的1.5倍。

机械合金化法制备的Mn_(15)Bi_(34)Te_(51)和La_(15)Bi_(34)Te_(51)热电材料

用机械合金化法制备了Mn15Bi34Te51和La15Bi34Te51合金,XRD分析表明Mn15Bi34Te51和La15Bi34Te51分别在真空球磨150h和100h后实现合金化,La15Bi34Te51在真空球磨150h后形成了纳米结构的合金,镧原子的加入有助于Bi2Te3基合金的晶粒细化及非晶化。对La15Bi34Te51合金的XRD结构分析表明镧原子有可能进入了Bi2Te3层状结构的Te-Te原子层间。La15Bi34Te51合金Seebeck系数的测量表明当晶粒尺寸减小到纳米尺寸时,载流子散射机制有可能发生改变,导致了Seebeck系数的大幅上升。

SPS法制备Bi2Te3基热电合金的热电性能

用粉末冶金工艺结合SPS烧结制备了p型(Bi0.2Sb0.8)2Te3和n型Bi2(Te0.975Se0.025)3多晶半导体合金,研究烧结工艺对其热电性能的影响。结果表明,室温下,p型(Bi0.2Sb0.8)2Te3材料的热电优值Z为3.25×10-3K-1,n型Bi2(Te0.975Se0.025)3材料的热电优值Z为2.21×10-3K-1。

溶剂热合成Bi_2Te_3基合金的结构与电学性能

用溶剂热法合成了二元Bi2Te3和三元Bi1.3Sn0.7Te3合金纳米粉末,并采用热压技术制备了块状热电材料。XRD分析结果表明:Bi Sn Te三元固溶体合金可以直接通过溶剂热合成获得单相产物,而非掺杂Bi2Te3合金需要通过热压等后热处理来实现产物的单一化;热压过程有助于促进反应的完全和晶型的完整,但会导致晶粒的长大。对试样电导率σ和Seebeck系数α的测量结果显示,Bi Sn Te三元固溶体合金比二元Bi Te合金具有更好的电学性能。

Sb和Bi元素对铸造铝铜合金抗热裂性能的影响

用ZXD - 3型合金铸造性能多功能测试仪及MARY - 10 0 13型扫描电镜、NEOFT - 30金相显微镜 ,通过在Al- 4.5 %Cu合金中添加微量的Sb或Bi,绘制出热裂应力及断裂温度与Sb及Bi含量的关系曲线 .据此 ,对Al-Cu合金的热裂倾向进行了分析研究 .结果表明 ,添加Sb或Bi后 ,可分别使合金的热裂抗力提高 2 .2 1和 2 .6 8倍 ;微量合金化元素Sb的适宜加入量不大于 0 .0 3% ,Bi的适宜加入范围为 (0 .0 5～ 0 .12 ) % .

电场对Bi-Sb-Te热电材料微观结构及其性能影响

分别采用热压、低电场强度和高电场强度3种工艺烧结制备Bi1.2Sb4.8Te9热电材料,测试、对比分析3组试样的微观结构和热电传输性能。结果表明,采用电场加热方式烧结可有效提高材料的致密度,且在大电场强度工艺下晶粒择优取向。电场可使材料内缺陷减少,载流子浓度下降,同时提高载流子迁移率,使材料综合电性能提高,晶粒择优取向有助于降低材料热导率,这些都有助于热电材料ZT值的提高。

SPS法制备的三元合金Ag_(0.405)Sb_(0.532)Te的热电性能(英文)

采用放电等离子烧结法(SPS)制备了三元合金Ag0.405Sb0.532Te,并研究了它的输运性能,即Seebeck系数、电导率和热导率。结果表明,当温度从316K上升到548K时,电导率从7.6×104S·m-1下降到6.6×104S·m-1。在438K以上,热导率随温度上升逐渐增加,低于438K时,热导率趋于稳定,约为0.86W·(K·m)-1。无量纲热电优值ZT在548K时取得最大值0.65,稍高于Ag0.365Sb0.558Te三元合金的0.61。与掺Ag的AgxBi0.5Sb1.5-xTe3(x=0～0.4)合金相比,热电性能得到了改善。并再次讨论了AgxBi0.5Sb1.5-xTe3合金中析出的第二相Ag-Sb-Te三元合金的作用机制。

(Bi_2Te_3)_(0.90)(Sb_2Te_3)_(0.05)(Sb_2Se_3)_(0.05)熔炼冷压烧结材料的制备及其热电性能的研究

本文采用熔炼冷压烧结法制备了n型赝三元(B i2Te3)0.90(Sb2Te3)0.05(Sb2Se3)0.05熔炼冷压烧结热电材料,分析了材料的微观结构并测试了材料的热电性能。研究表明:烧结有利于提高材料的热电性能;n型赝三元熔炼冷压烧结热电材料的热电性能沿垂直于冷压压力方向存在优化取向。

Bi_2Te_3合金熔体结构变化对凝固行为及凝固组织的影响

根据Bi2Te3合金熔体的电阻率随温度而发生的异常行为,从熔体结构变化的视角探索了材料凝固行为与熔体热历史的依存关系。实验证明,Bi2Te3合金熔体结构在686～707℃范围内发生了异常转变,这种结构变化导致其熔体凝固过冷度增大,释放凝固潜热更加剧烈,并且凝固组织细化。这一结果表明通过控制熔体热历史,可更为有效地获得理想的凝固组织。

ICP-AES法测定普碳钢和低合金钢中As,Sn,Pb,Sb,Bi

利用气动雾化氢化物装置,选择5g/L硫脲+5g/L抗坏血酸+2g/L碘化钾作为有效的还原抑制剂,建立了分析As,Sn,Pb,Sb,Bi的方法。在选定的条件下测得As,Sn,Pb,Sb,Bi检出限分别为0 0061,0 0836,0 0704,0 0073,0 0206μg/mL。

快速热压烧结法制备Bi2Te2.5Se0.5热电合金的特性分析

利用快速热压烧结法制备了Bi2Te2.5Se0.5热电合金。通过XRD、SEM、四点探针法以及热电材料测试仪等分析了合金试片的微观结构与热电性能。结果表明:二次热压烧结后合金内部的晶粒具有特殊的排列方向,这可增强其热电性能。经二次热压烧结后,合金的室温电导率增至700 S/cm,塞贝克系数维持在-200μV/K左右,故其室温功率因子可增至2.9 m W/(m·K^2)。通过计算得出二次烧结后其热电优值在325~425 K时皆大于1。

P型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3热压烧结热电材料的制备与性能研究

通过熔炼热压烧结法制备了P型B i0.5Sb1.5Te3粉末热压烧结热电材料样品,研究了热压时间、烧结温度对材料热电性能的影响.实验表明:随着热压时间的增加,热压样品的温差电动势率和电导率均呈上升趋势,说明增加热压时间可以改善材料的热电性能;随着烧结温度的增高,热压烧结样品的温差电动势率和电导率也均呈上升趋势,说明对热压样品再进行烧结还可以进一步提高材料的热电性能.

退火处理对室温制备Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3薄膜热电性质的影响

利用射频磁控溅镀法在SiO2/Si基板上制备了Bi0.5Sb1.5Te3薄膜样品,并且测量了薄膜样品在不同退火时间与退火温度下的热电性质。结果表明,薄膜样品经30 h退火后的热电性质与1 h退火后的热电性质相差不大,这说明长时间退火并不是Bi0.5Sb1.5Te3薄膜的最佳退火时间。而在不同退火温度下,样品的塞贝克系数在275～300℃退火下降比较快,当退火温度为300℃时降至最小,约为181μV/K;而其电阻率则随退火温度的升高呈现出先减小后增大的趋势,退火温度为225℃时具有最小的电阻率,约为6.1 mΩ.cm。最后本文得出经225℃退火10 min后可得到最佳的热电性质,即薄膜样品的塞贝克系数为208μV/K,电阻率为6.1mΩ.cm,功率因子则为6.9×10-4W/(m.K2)。

放电等离子烧结制备的Bi2Te3／Sb2Te3复合材料的热电性能

研究了用低温湿化学法和水热法制备纳米级的Bi2Te3和sb挪e3颗粒，并通过透射电镜观察其微观形貌。Bi2Te3粉末的微观形貌为直径在30-50n之间的片状小颗粒，而sb2Te3颗粒的微观形貌为薄带状，直径约为70nm，长度则为从150-300nm不等，并对其晶体的形核和长大机理进行了讨论。认为，纳米小颗粒状的Bi2Te3晶体可能是通过“表面形核和侧向生长”形成的产物，而薄带状的sb2Te3晶体可能是在Te块解体形成的条带状碎屑基础上形成的。用放电等离子烧结法（spark plasma sintering）制备不同比例的Bi2Te3／Sb2Te3块状复合材料，测量并比较了其热电性能。通过改变Bi2Te3的量，可以提高复合材料的电性能。成分不同的层片间的散射，能更有效地降低块体材料的热导率。在500K的温度下，Bi2Te3和sb2Te3以摩尔比为1：1复合烧结的试样的热导率低达0．7W／（m·K）。进一步优化Bi2Te3和sb2Te3的复合比例，其热电性能可能会有进一步的提高。