Gd/Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3热电磁梯度复合材料的服役稳定性

作者：汪波; 余健^*; 李存成; 聂晓蕾; 朱婉婷; 魏平; 赵文俞^*; 张清杰

来源：无机材料学报, 2023, 38(06): 663-670.

• 热电磁梯度复合
• 热电性能
• 制冷性能
• 服役稳定性

将热电材料与磁卡材料复合,发展基于热电制冷和磁制冷耦合增强的热电磁能源转换全固态制冷新技术,有望实现从热电制冷向热电磁制冷的技术变革,但目前热电磁复合材料在服役环境下的稳定性还有待研究。本研究采用放电等离子体烧结技术将Bi0.5Sb1.5Te3(BST)热电材料和Gd磁卡材料复合,制备了一系列Gd/BST热电磁梯度复合材料,系统研究了该复合材料在338 K、80%相对湿度(RH)的环境下老化12 d过程中的物相组成、显微结构、热电性能及制冷性能的演变特征。结果显示,Gd/BST热电磁梯度复合材料的物相组成和显微结构具有良好的服役稳定性,Gd/BST异质界面的Gd-Te扩散层化学成分和厚度(～4.5μm)在老化过程中未发生明显变化。测试不同Gd浓度梯度方向热电性能和单臂器件制冷性能发现,老化前后材料的ZT变化非常小,单臂器件制冷温差在2.5A阀值电流下稳定在6.5 K左右,表明Gd/BST热电磁梯度复合材料具有良好的热电性能和制冷性能服役稳定性。

• 单位
  山东理工大学; 武汉理工大学; 九江学院; 材料复合新技术国家重点实验室