燃烧合成法制备ZrNiSn半哈斯勒热电材料

摘要：

利用燃烧合成法结合放电等离子烧结(SPS)技术在1h内实现了ZrNiSn热电材料的制备,对样品的晶体结构、物相组成、微观结构以及热电性能进行了研究.晶体结构和物相分析结果表明,利用燃烧合成法制备了存在少量ZrNi2Sn,Ni3 Sn4等杂相的ZrNiSn合金材料.随着合金成分中Sn含量减少,Ni3 Sn4相消失.微观结构分析结果显示,快速制备的ZrNiSn样品中的晶粒尺寸小于10 μm,母相中会生成纳米晶粒和晶界,有利于增强声子散射.SPS处理后,ZrNiSn晶粒尺寸没有长大.热性能分析结果表明,随着温度的升高,ZrNiSn0.95样品的热导率最小值为5.5 W·m-1·K-1.室温下,ZrNiSn样品的电导率最大为2.3×105 S·m-1,但由于对其Seebeck系数影响较大,因此制备的ZrNiSn基样品的功率因子没有显著提高.热电性能随着温度的增加而显著增加,923 K时,利用燃烧合成法结合SPS技术制备的ZrNiSn0.95样品的ZT值达到最大0.6.由于缩短了材料制备周期和降低了能源消耗,为高效、经济制备半哈斯勒热电材料提供了一种新的途径.

关键词：热电材料、燃烧合成、ZrNiSn半哈斯勒合金、热电性能

所属期刊栏目：43

分类号：TG113(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金项目51577180,51721005.1832131.51472239;中国科学院青年创新促进会2016128

在线出版日期：2019-05-14（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：337-342