在本项目中,我们采用了多种方法分别制备碲化铋基粉体与块体纳米材料(1)通过水热合成法引入磁场诱导技术制备碲化铋基纳米粉体,初步探索了磁场诱导对晶粒取向程度的影响。(2)将水热法合成纳米粉体采用热压烧结制得Bi2Te3纳米块体材料,验证了晶粒细化及大量晶界极大降低了晶格热导率,但同时对载流子也有很强的散射作用,限制了ZT值的提高。如何进一步实现在降低晶格热导率的同时改善电性能是提高材料热电性能的关键。(3)选择导电性化合物(ZnAlO)作为纳米第二相制备碲化铋基纳米复合材料,其电导率明显提高,在电学和热学性能共同的作用下,BiSbTe/0.75wt% ZnAlO样品的ZT高达1.33,与基体相比提高了约34%。(4)将Zn4Sb3加入到p型BiSbTe中,由于Zn更容易与基体中的阴离子Se和Te结合,可原位生成尺寸在几百纳米左右的ZnSeTe第二相,形成BiSbTe/ZnSeTe复合材料。BiSbTe/ZnSeTe(x = 0.75 wt%)样品在420 K时获得了最大的ZT值1.23,与BiSbTe相比提高了25%。
英文主题词Bi2Te3-based alloys; Microstructure design; magnetic field-induced texture; Nanocomposites