虽然方钴矿热电材料近年来在性能方面不断得到提高,但其热膨胀系数能与n型相匹配的p型材料,却存在热电性能低下的问题。本研究主要通过原子掺杂和孔隙填充的方法形成多组元的方钴矿材料,以期提高热电性能。本项目的主要研究对象为高压合成的五元新型方钴矿热电材料RzFe2Co2Sb12-yQy(R为填充元素,Q为IVA,VA,VIA族元素),研究分析Sb位置的不同掺杂元素以及相应的最大掺杂量,建立掺杂元素Q及其掺杂量y与填充分数z之间的关系,并引入具有低氧化态的碱金属作为填充元素之一,用以弥补掺杂所导致的填充量下降,深入了解"掺杂-填充"的调控对体系成相和晶体结构的影响,探索由晶格原子的不同固熔度所导致的原位内生纳米第二相的形成机制,系统研究不同掺杂元素、掺杂量和多元填充分数对材料的电传输和热传导性能、以及热膨胀系数的影响等,从而制备出高热电性能、低热膨胀系数的p型方钴矿热电材料。
英文主题词Thermoelectric;skutterudites;nano dispersion;doping;ball milling