β-FeSi2基熱電合金的制備及其組織性能研究.pdf

1、β-FeSi2化合物半導(dǎo)體抗氧化性強(qiáng)，在200~900℃范圍內(nèi)熱電轉(zhuǎn)換性能良好，且來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、無(wú)毒低污染，是一種極具應(yīng)用研發(fā)潛力的熱電材料。該材料借助摻雜方式能夠同時(shí)制備出n-型、p-型半導(dǎo)體，巧妙避免了半導(dǎo)體兩只腳材料的熱膨脹系數(shù)不同而引起的熱電原件制作上的困難。
　　本文以高壓釜高溫自蔓延式合成（SHS）制備技術(shù)、放電等離子燒結(jié)（SPS）技術(shù)、真空熱壓燒結(jié)（HP）技術(shù)為制備方法，進(jìn)行了β-FeSi2塊體試樣的制備與Mn

2、摻雜的分析。通過(guò)XRD、SEM/EDS及材料組織性能測(cè)試分析方法，比較系統(tǒng)地研究了合成制備技術(shù)、微觀組織結(jié)構(gòu)對(duì)β-FeSi2化合物半導(dǎo)體材料熱電性能的影響，取得了如下一些研究結(jié)果：
　　首先，利用高放熱鋁熱反應(yīng)Fe2O3+2Al+4Si=2FeSi2+Al2O3，在高壓釜中利用SHS技術(shù)制備β-FeSi2塊體材料。試樣分析結(jié)果表明，高壓釜中的產(chǎn)物具有較高的純度，且其組成相主要是β-FeSi2相。
　　其次，在相同工藝條件下，

3、以傳統(tǒng)Fe粉、Si粉為原料，比較了SPS和HP兩種制備技術(shù)對(duì)β-FeSi2基化合物半導(dǎo)體材料的組織結(jié)構(gòu)與熱電性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，盡管HP技術(shù)制備的試樣不經(jīng)退火熱處理就可直接得到純度較高的β相，但用SPS技術(shù)制備的試樣不論熱導(dǎo)率還是電導(dǎo)率，都要優(yōu)于HP法制備試樣的性能。
　　最后，研究分析了元素?fù)诫s與熱處理對(duì)β-FeSi2基化合物半導(dǎo)體材料組織性能的影響。結(jié)果表明，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1的Mn摻量是SPS和HP制備工藝的最佳摻雜量。這與M