纳米BaTiO3复合Cu1.8S块体的热电性能和力学性能

作者：赵昭; 梁豆豆; 吴茵; 张瑞; 石建磊; 赵英浩; 单帜航; 周炜; 张波萍^*

来源：稀有金属材料与工程, 2022, 51(03): 1081-1086.

• Cu1.8S
• BaTiO3复合
• 热电优值
• 超离子导体

采用机械合金化(mechanical alloying,MA)结合放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)工艺制备了一系列Cu1.8S-x%Ba TiO3(x=0,0.075,0.1,0.15,0.2)(质量分数)块体材料，研究了复合纳米Ba TiO3对Cu1.8S的相结构、微观形貌、热电性能及力学性能的影响。结果表明，纳米Ba TiO3的加入不影响Cu1.8S的相结构、晶胞参数和载流子浓度；纳米Ba TiO3均匀分布在Cu1.8S基体的晶界处，产生钉扎效应进而细化晶粒并产生气孔。Cu1.8S-0.2%Ba TiO3样品在773 K时获得最低的热导率2.2 W·(m·K)-1，所有样品的ZT值基本保持不变，约0.39 (773 K)。同时Cu1.8S-x%Ba TiO3块体样品的维氏硬度由820 MPa (x=0)增加到870 MPa (x=0.2)。本研究表明在Cu1.8S中复合纳米Ba TiO3可以在不影响材料热电性能的前提下有效提升块体样品的力学性能，为后续Cu-S体系热电性能和力学性能的协同提升提供了思路，有利于制备高机械性能且稳定耐用的Cu-S体系的热电器件。

• 单位
  北京科技大学