微波激活固相反應(yīng)制備Mg2Si基熱點(diǎn)材料及性能研究.pdf

1、熱電材料是用來實(shí)現(xiàn)熱能和電能直接相互轉(zhuǎn)換的一種功能材料，熱電材料制成的熱電器件可用來實(shí)現(xiàn)溫差發(fā)電和制冷，具有環(huán)境污染低、噪聲小、質(zhì)量輕、占用空間小和安全性高等優(yōu)點(diǎn)，因此對于熱電材料的開發(fā)研究與實(shí)際應(yīng)用具有廣闊前途。Mg2Si1-xSnx基熱電材料是一類重要的中溫(400～900K)熱電材料，具有原料蘊(yùn)藏豐富，價格低廉，組成元素?zé)o毒和比重小等優(yōu)點(diǎn)，但由于Mg的蒸發(fā)和氧化等問題，在制備過程中難以精確控制產(chǎn)物計量比，進(jìn)而影響其熱電性能的進(jìn)一步

2、提高。
　　本文針對n型Mg2Si1-xSnx基固溶體研究存在的上述問題，以MgH2為原料，采用微波加熱合成技術(shù)，結(jié)合電場激活壓力輔助合成法(FAPAS)實(shí)現(xiàn)了Mg2Si1-xSnx基熱電材料的固溶與致密化。論文從理論方面初步探索微波加熱特性及發(fā)熱機(jī)理，研究了微波對Mg2Si1-xSnx基熱電材料的合成過程、產(chǎn)物物相結(jié)構(gòu)、以及Bi摻雜對其熱電性能的影響，得到如下主要結(jié)論:
　　(1)微波可以快速完成MgH2粉、Si粉和Sn粉

3、之間的固相反應(yīng)，獲得單一物相的純凈產(chǎn)物，且隨著微波功率功率增大，Mg2Si反應(yīng)速度加快，但對產(chǎn)物Mg2Si的粒度和純度沒有影響。
　　(2)隨著Sn含量的增加，Mg2Si1-xSnx固溶體的電導(dǎo)率不斷提高，Seebeck系數(shù)的絕對值逐漸減小，熱導(dǎo)率由純Mg2Si和Mg2Sn的4～6 Wm-1K-1最低降低到1～2 Wm-1K-1，在480K時Mg2Si0.4Sn0.6樣品獲得最佳ZT值0.2。
　　(3) Bi的摻入顯著增加