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应用案例 | 方钴矿热电性能研究

   日期:2021-03-02     来源:德国耐驰    浏览:177    
核心提示:方钴矿热电性能研究四方晶型方钴矿材料(Co,Ni,Fe)(P,Sb,As)3因其高的电子迁移率以及塞贝克系数,很有潜力成为具有较高ZT值的高性
 

方钴矿热电性能研究

四方晶型方钴矿材料(Co,Ni,Fe)(P,Sb,As)3因其高的电子迁移率以及塞贝克系数,很有潜力成为具有较高ZT值的高性能热电材料。这类材料中,未填充的CoSb3基方钴矿由于固有的高热导率会降低ZT值,往往不被看好。然而,这类材料内部往往包含一些空穴,我们可以利用这些空穴,将一些低配位的离子(一般来说是稀土离子)插入。从而在材料内部产生一些晶格声子散射源来改变材料热导率,在不降低材料电导率的同时来降低热导率。这就使得这类材料表现得像PGEC(声子玻璃,电子晶体)。这种想法的提出是为了提升材料的ZT值,途径分为两部分:负责热导的声子部分需要表现得跟玻璃类似(高的声子散射率——降低热导率),而负责电导的电子部分则需要表现得与晶体类似(很低的散射率——维持高的电导率)。

 

La0.9CoFe3Sb12晶格热导率以及热电ZT值

我们研究了550°C以内,引入纳米粒子层到La0.9CoFe3Sb12对其热导率的影响。计算热导率时所用的比热容是由DSC 404F1 Pegasus测得。用Wiedemann-Franz关系计算了电子热导率,并用总热导率与其相减,得到了晶格热导率。

在452°C时,材料ZT值达到峰值,并且,在掺有5%质量分数的纳米复合材料时,材料的ZT值得到较大的提升,比没有掺杂的对照样提升了15%左右。结果表明,纳米复合材料的引入,能够优化方钴矿类热电材料,在一个较宽的温度范围内,降低热导率,提升ZT值。

 

 

 


 
 
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