多孔結(jié)構(gòu)方鈷礦基熱電材料的制備和熱電性能研究.pdf

1、分類號——UDC學(xué)密級學(xué)校代碼!Q壘窆2劣潷程≯大薯位論文題目多量生繾撿壅笪壁叁墊墊撾盤魚劍查壟墊塾：睦絲塑窒英文Thepreparationandthermoelectricpropertiesof題目墨k巡曼盟魚煎星壘箜鯉m坐煎墾!墨墮i塵PQ!Q坐墨鯉魚地絲研究生姓名重基指導(dǎo)教師姓名壑塞盒職稱塑撞學(xué)位譴申請學(xué)位級別翼—430070學(xué)科專業(yè)名稱撾盤堂論文提交日期2Q!三生月論文答辯日期2Q!蘭生月學(xué)位授予單位盍墊堡三盤堂學(xué)位授予日期

2、答辯委員會主席——評閱人2013年5月武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要方鈷礦(Skutterudites)是極具應(yīng)用前景的中溫域熱電材料，采用在方鈷礦的[Sbl2]二十面體空隙位中填充其它原子方法降低晶格熱導(dǎo)率的研究已取得了重要進展，但填充原子存在不能散射長波聲子問題。近年發(fā)現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)是強烈散射長波載熱聲子的有效途徑。本文系統(tǒng)研究了Sb過量P型Feo1Coo9Sb3協(xié)多孔結(jié)構(gòu)P型Feo1Coo9Sb3和多孔結(jié)構(gòu)玎型Bao3Ino3C04Sb

3、l2塊體熱電材料的物相組成、顯微結(jié)構(gòu)和電熱輸運性能。采用熔融淬火(Melt—quenching)結(jié)合放電等離子體燒結(jié)(SparkPlasmaSintering，SPS)T藝快速制備了一系列的P型Feo1Coo9Sb3h(03O6的樣品含有少量Sb；Sb過量對晶粒形貌無顯著影響，呈現(xiàn)針狀、圓片狀或顆粒狀。隨著Sb過量增多，樣品的電導(dǎo)率和Seebeck系數(shù)都顯著增大，晶格熱導(dǎo)率先降低后升高。x=0。45的樣品的晶格熱導(dǎo)率最低，800K時僅為

4、210WmIK1。x=075的樣品的ZZ值最大，800K時達到036，與x=03的樣品相比，增大了約57％。采用熔融淬火一SPS工藝快速制備了～系列的P型xZn／Fe01CoogSb3瀘0、01、03、0。5)的塊體材料，二次熱處理揮發(fā)Zn后形成多孔結(jié)構(gòu)Feo1CoogSb3塊體材料，并研究了熱處理前后材料的物相組成、顯微結(jié)構(gòu)和電熱輸運性能的變化。結(jié)果表明：淬火鑄體由CoSb2、Sb和ZnSb組成；二次熱處理前，所有樣品的主相均為CoS

5、b3相，xS_01的樣品含有少量CoSb2和Sb，x=03的樣品為單相方鈷礦，x=05的樣品含有少量CoSb2；二次熱處理后，x03的樣品為單相方鈷礦，垃03的樣品含有少量CoSb2。在SPS過程中，一方面CoSb2與Sb反應(yīng)生成CoSb3；另一方面ZnSb分解為Zn和Sb。二次熱處理導(dǎo)致分布在方鈷礦晶界處的Zn單質(zhì)揮發(fā)，形成多孔結(jié)構(gòu)。x03的二次熱處理樣品的電導(dǎo)率降低、Seebeck系數(shù)增大，x=O3的樣品的電導(dǎo)率和Seebeck系數(shù)