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纳米SiC分散的Bi2Te3热电材料的制备与性能研究
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:O472.7[理学—半导体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]北京科技大学材料科学与工程学院无机非金属材料系,北京100083, [2]清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金(50310353,50572008),国家重点基础研究发展计划资助(2007CB607504)
中文摘要:

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30nm)弥散分布的Bi2Te3热电材料,并研究了纳米SiC颗粒弥散对Bi2Te3性能的影响。实验采用MA合成纳米SiC分散Bi2Te3粉末,用SPS制备块体材料。XRD分析表明用MA和SPS成功制备了Bi2Te3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Bi2Te3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Bi2Te3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Bi2Te3的电学性能和力学性能。

英文摘要:

Nano-SiC (30 nm) dispersed Bi2Te3 alloys were fabricated by mechanical alloying (MA) and spark plasma sintering (SPS) to enhance thermoelectric and mechanical properties with special emphasis on the effect of nano-SiC content. The powders of Bi2Te3 dispersed with nano-SiC were firstly synthesized by MA and then consolidated by SPS. The XRD results indicated that Bi2Te3 alloys were synthesized successfully. The grain size of Bi2Te3 decreased with increasing SiC content, suggested that the dispersion of nano-SiC particles effectively suppressed the grain growth of Bi2Te3. When a small amount of nano-SiC (≤ 1.0 vol% ) was added in Bi2Te3 alloys, the electrical conductivity decreased slightly but the Seebeck coefficient increased. The maximum values of Seebeck coefficient and power factor were obtained as 0.1 vol% SiC was added. The Vickers hardness was also improved by adding nano-SiC. The addition of a small amount of nano-SiC is effective to enhance both the electrical and mechanical properties of Bi2Te3 alloys.

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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