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P型Sr0.5Co4-xFexSb12化合物的制备及高温热电性能
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TQ655[化学工程—精细化工]
  • 作者机构:[1]中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室,上海200050, [2]中国科学院研究生院,北京100049
  • 相关基金:国际重大合作项目基金(No.50310353),杰出青年基金(No.50325208)资助
中文摘要:

采用熔融法结合放电等离子烧结(SPS)技术合成了P型填充方钴矿化合物Sr0.5Co4-xFexSb12,并研究了Fe掺杂对该化合物高温热电性能的影响。采用X.射线衍射(XRD)及电子探针(EPMA)表征了化合物的物相及化学成分,在300~850K温度范围内测试了化合物的电导率、赛贝克系数和热导率,采用Vande Pauw方法测试了化合物的室温载流子浓度。实验结果表明,化合物的主要相组成为Sr0.5Co4-xFexSb12方钴矿相,同时含有少量FeSb2和CoSb2杂质相。化合物的赛贝克系数均为正值,表明为空穴导电。随着Fe掺杂量的增加,化合物的载流子浓度及电导率增加,赛贝克系数降低,晶格热导率降低,最小室温晶格热导率为1.97 Wm^-1K^-2。对于化合物Sr0.5Co2.32Fe1.68Sb12在850K时获得的最大热电性能指数ZT约为0.60。

英文摘要:

Skutterudite compounds Sr0.5Co4-xFexSb12 were synthesized by melting method and the thermal and electrical properties were measured in the temperature range of 300-850 K. The results of X-ray diffraction (XRD) and electron microprobe analyses (EPMA) identified that all the samples contain Sr0.5Co4-xFexSb12 skutterudite as the main phase with a trace amount of FeSb2 and CoSb2 impurities. All samples exhibit p-type conduction. The carrier concentration and electrical conductivity of the samples increase with increasing iron content and the Seebeck coefficient decreases. The lattice thermal conductivity of the samples decreased with the increase of iron content due to the vacancy point defect phonon scattering at Co site introduced by iron. The lowest lattice thermal conductivity at room temperature is about 1.97 WmtK2. The highest ZT value of 0.6 is obtained for Sr0.52Co2.32Fe1.68Sbt2 compound at 850 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)
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