Sn掺杂ZrCoBi基Half-Heusler化合物的合成与热电性能研究

摘要：

为了研究Sn掺杂对ZrCoBi化合物的结构和热电性能的影响,采用感应熔炼结合放电等离子烧结制备了不同掺杂浓度的ZrCoBi1-xSnx(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25)系列样品,并对其物相结构和热电性能进行了测试和分析.实验结果表明,合成的ZrCoBi基化合物均为标准的Half-Heusler相,Sn在ZrCoBi基体中的最大固溶度为20％.在相同温度下,随着Bi位Sn掺杂浓度的增加,电导率增大,塞贝克系数先增后减,ZT值不断增大.通过Sn/Bi的取代,ZrCoBi1-xSnx的热导率有了明显的降低,在730 K附近,ZrCoBi0.80Sn0.20样品的热导率达到最低值为2.56 W·cm-1·K-1.由于功率因子的增大及热导率的减小,在730 K附近,ZT值由未掺杂的ZrCoBi样品的0.39增至最大为ZrCoBi0.20Sn0.80样品的1.02.Sn的掺杂引入了受主杂质,优化了载流子浓度,提高了电导率和功率因子.同时由于Sn、Bi原子间的尺寸与质量差异,增强了点缺陷散射作用,进一步降低了热导率,从而整体上提高了ZT值,改善了热电性能.

关键词：ZrCoBi、Half-Heusler化合物、Sn掺杂、合成方法、热电性能

所属期刊栏目：42

分类号：TB34(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金1216040238

在线出版日期：2022-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：291-296