方钴矿热电材料近年来在性能方面不断得到提高,主要是通过结构低维化和掺杂两种手段,但是由于热电参数之间的互相约制关系,这两种手段往往不能实现电声性能的同时改进。本研究主要通过多原子复合填充、结构纳米化(降低晶粒尺寸)和非原位引入金属纳米第二相的方法,形成多原子填充方钴矿纳米复合物来改善CoSb3基方钴矿的热电性能。本项目事先根据第一性原理计算,结合具体实验,优化多原子填充种类、组合方式及其相应的填充分数,深入了解填充原子对体系组分、晶体结构和热电性能的影响规律,确定优化的多原子填充方钴矿。以此为基体,采用球磨技术,降低基体晶粒尺寸至100nm以下,实现基体结构纳米化。然后非原位引入金属纳米第二相得到方钴矿纳米复合物,系统研究最终产物的组分与微结构对材料电声性能的影响规律,制备出具有良好的电传输特性,同时具有低的热导率的高性能方钴矿热电材料,推动方钴矿热电器件的商品化和产业化。
英文主题词Filled Skutterudite;Thermoelectrics;Nanocomposite;Phonon scattering;