纳米SiC分散的Bi_2Te_3热电材料的制备与性能研究

用机械合金化工艺(MA)和放电等离子烧结工艺(SPS),制备出纳米SiC(平均直径约30 nm)弥散分布的Bi_2Te_3热电材料,并研究了纳米SiC颗粒弥散对Bi_2Te_3性能的影响。实验采用MA合成纳米SiC分散Bi_2Te_3粉末,用SPS制备块体材料。XRD分析表明用MA和SPS成功制备了Bi_2Te_3合金,随着纳米SiC含量的增加,材料的颗粒尺寸减小,表明纳米SiC有抑制颗粒长大的作用。电学性能测试发现少量(体积分数≤1.0%)纳米SiC的加入对Bi_2Te_3电学性能有很大影响:虽然随着SiC含量的增加电导率有所降低,但Seebeck系数得到了提高。当加入0.1%SiC时,Seebeck系数和功率因子达到最大值,均高于纯Bi_2Te_3试样,随着SiC含量进一步增加,Seebeck系数和功率因子降低。显微硬度随着纳米SiC含量的增加也得到提高。综合实验结果表明极少量纳米SiC颗粒的加入可以提高Bi_2Te_3的电学性能和力学性能。