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粉末冶金材料科学与工程  2020, Vol. 25 Issue (3): 213-220    
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微波热压优化分层微观结构BixSb2-xTe3合金的热电性能
刘培海1,2, 冯波1,2, 胡晓明1,2, 李如松1,2, 张阳琳1,2, 樊希安1,2
1.武汉科技大学 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,武汉 430081;
2.武汉科技大学 钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,武汉 430081
Thermoelectric properties of BixSb2-xTe3 alloy with layered microstructure optimized by microwave hot pressing
LIU Peihai1,2, FENG Bo1,2, HU Xiaoming1,2, LI Rusong1,2, ZHANG Yanglin1,2, FAN Xi'an1,2
1. The State Key Laboratory of Refractories and Metallurgy, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China;
2. Key Laboratory for Ferrous Metallurgy and Resources Utilization of Ministry of Education, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China
全文: PDF (1171 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 通过机械合金化结合微波活化热压新技术(MAHP)制备分层结构的p型BixSb2-xTe3(x=0.30,0.35和0.40,质量分数)合金,研究Bi含量对BixSb2-xTe3合金组织与热电性能的影响。结果表明,合金中存在不规则纳米颗粒,为原位纳米结构,是由微波电弧效应引起的。随Bi含量增加,载流子浓度明显降低,使得电阻率和塞贝克系数增加。同时,由于不规则纳米颗粒减少,合金的晶格热导率增加。Bi0.3Sb1.7Te3具有最大功率因子3.81 mW/(m·K2)和最小晶格热导率0.33 W/(m·K),从而在70 ℃时获得最大的无量纲热电优值1.23。本研究引入的MAHP技术具有明显提升BixSb2-xTe3合金热电性能的效果。
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刘培海
冯波
胡晓明
李如松
张阳琳
樊希安
关键词 微波热压微波电弧效应BixSb2-xTe3合金分层微观结构热电性能    
Abstract:The p-type BixSb2-xTe3 alloys with hierarchical microstructures were prepared by mechanical alloying and a new sintering technique of microwave activated hot pressing (MAHP). The effects of Bi content on the microstructure and thermoelectric properties of BixSb2-xTe3 alloy were studied. The results show that there are irregular nanoparticles, which are in-situ nanostructures caused by microwave arc effect. With increasing Bi content, the electrical resistivity and Seebeck coefficient increase due to the obvious decrease of carrier concentration. At the same time, the lattice thermal conductivity increases due to the decrease in the amount of irregular nanograins. BixSb2-xTe3 has a maximum power factor of 3.81 mW/(m·K2) and a minimum lattice thermal conductivity of 0.33 W/(m·K), so as to obtain the maximum dimensionless figure of merit value of 1.23 at 70 ℃. The MAHP technique introduced in this work has achieved a significant improvement in the thermoelectric properties of the BixSb2-xTe3 alloy.
Key wordsmicrowave hot pressing    microwave arcing effect    BixSb2-xTe3 alloy    hierarchical microstructures    thermoelectric property
收稿日期: 2019-12-13      出版日期: 2020-08-11
ZTFLH:  TG15  
基金资助:国家自然科学基金资助项目(51674181)
通讯作者: 樊希安,教授,博士。电话:13628661586;E-mail: groupfxa@163.com   
引用本文:   
刘培海, 冯波, 胡晓明, 李如松, 张阳琳, 樊希安. 微波热压优化分层微观结构BixSb2-xTe3合金的热电性能[J]. 粉末冶金材料科学与工程, 2020, 25(3): 213-220.
LIU Peihai, FENG Bo, HU Xiaoming, LI Rusong, ZHANG Yanglin, FAN Xi'an. Thermoelectric properties of BixSb2-xTe3 alloy with layered microstructure optimized by microwave hot pressing. Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy, 2020, 25(3): 213-220.
链接本文:  
http://pmbjb.csu.edu.cn/CN/     或     http://pmbjb.csu.edu.cn/CN/Y2020/V25/I3/213
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