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细晶Bi_2Te_3块体材料的制备及其热电性能
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TB34[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]北京工业大学新型功能材料教育部重点实验室,北京100124
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50801002,50702003); 北京市人才强教资助项目(PHR20110812)
中文摘要:

采用惰性气体保护蒸发-冷凝(IGC)法制备了纳米Bi及Te粉末,结合机械合金化(MA)和放电等离子烧结(SPS)工艺,在不同烧结温度(663~723K)下制备出了n型Bi2Te3细晶块体材料。利用X射线衍射分析(XRD)确定机械合金化粉末和SPS烧结块体的物相组成,借助TEM观察了粉体的粒度及形貌,SEM观察了块体试样断口显微组织结构。在323~473K温度范围内测试了烧结块体的电热输运特性。实验结果表明:纳米粉末合成的细晶Bi2Te3与粗晶材料相比,电输运性能变化不大,热导率大幅度降低,在423K时,热导率由粗晶材料的1.93W/m·K降至1.29W/m·K,并且在693K烧结的细晶块体的无量纲热电优值(ZT)在423K时取得最高ZT值达到0.68。

英文摘要:

Bismuth and Tellurium nanoparticles were prepared by evaporation-condensation method in argon atmosphere, and n-type Bi2Te3 fine-grained thermoelectric bulk materials were fabricated by spark plasma sintering (SPS) at different temperatures from 663 to 723 K using mechanically alloyed (MA) powders. The phase compositions of powder and bulk samples were characterized by X-ray diffraction (XRD). The sizes and microscopic structures of nanoparticles and fractured cross section of the bulk samples were observed by transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM), respectively. The thermoelectric transport properties were measured at 323-473 K. The results show that electrical transport properties are almost unchanged but thermal conductivity is reduced significantly from 1.93 W/m·K to 1.29 W/m·K at 423 K for the fine-grained bulks prepared by nanoparticles comparing with coarse-grained materials. The maximum ZT value after SPS at 693 K reaches 0.68 at 423 K.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715