微纳结构Yb0.3Co4Sb12热电材料的制备及性能研究

作者：吴兴国; 周蓓莹; 周振兴; 沈宏伟; 王连军; 江莞

来源：中国材料进展, 2016, 35(01): 64-68.

• 热电材料
• 块体Yb0.3Co4Sb12
• 高能球磨
• 纳米级粉体
• 热电性能

采用熔融法结合SPS烧结技术制备了不同Yb含量掺杂的Co Sb3块体热电材料,当Yb含量为0.3时,其热电性能最佳,ZT值在800 K达到了1.19。随后采用高能球磨技术,对熔融法合成的Yb0.3Co4Sb12粉体进行球磨得到纳米尺度粉体,利用SPS烧结技术制得Yb0.3Co4Sb12块体热电材料。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、热电测试装置(ZEM-3)及激光热导仪等仪器对样品进行表征。XRD分析结果表明球磨后Yb0.3Co4Sb12粉体没有发生相变和分解。从FESEM和TEM分析结果可以看出,球磨可以显著细化粉体,SPS烧结之后样品的晶粒尺寸小于500 nm,其中部分晶粒小于100 nm。通过对比球磨前后粉体SPS烧结样品的热电性能发现,晶粒尺寸减小之后塞贝克系数有一定程度的增加,热导率下降明显,降低了1/3,但是材料的电导率下降更为显著,降低了10倍左右,因此导致材料最终的ZT值相应下降。

• 单位
  东华大学; 纤维材料改性国家重点实验室