本项目以开发热电制冷和温差发电用先进热电材料为目的,研究了通过晶界和弥散分布纳米颗粒增强声子散射、提高b-FeSi2基合金热电性能的可能性和可行性。研究表明,采用快速凝固和热压方法将晶粒尺寸降低到2微米左右,同时采用原位合成方法引入弥散分布纳米尺寸氮化物颗粒的技术,可以将b-FeSi2基热电材料的热导率降低25%左右。实测锰掺杂b-FeSi2基合金的热电优值达到2?0-4/K,为国内外已报道同类(锰掺杂)材料的最佳性能。实验发现,快速凝固FeSi2合金薄片粉末中存在伪定向凝固组织,它导致了热压后的b-FeSi2基合金块体材料中的织构。这表明FeSi2合金的a相和b相晶粒之间存在特定取向关系。本项目研究首次在b-FeSi2基热电材料中发现“热伏极性”反转现象,即p-型半导体在某个临界温度以下表现为明显的n-型半导体热电特性。本项目研究过程中自制了多台热电参数测试仪,此外还对Bi2Te3和Zn4Sb3等热电材料进行了研究。
英文主题词Thermoelectric Materials; FeSi2 based alloys; Phonon Scattering; Thermal Conductivity; Thermoelectric Properties.