Zn-Sb双掺杂Mg₂（Si,Sn）合金的热电性能

来源期刊：无机材料学报2019年第3期

论文作者：余冠廷 忻佳展 朱铁军 赵新兵

文章页码：310 - 314

关键词：热电材料;Mg2(Si,Sn)合金;Zn-Sb双掺杂;热电优值;

摘    要：Mg₂（Si,Sn）合金热电材料具有成本低廉、环境友好等优点,作为一种绿色环保的中温区热电材料一直受到广泛关注。在Mg₂（Si,Sn）基材料中掺杂大剂量Sb可诱发Mg空位,从而有效降低材料的热导率,但同时Seebeck系数也会降低。研究采用高温熔炼及真空热压法成功合成了Mg_2.12-ySi_0.4Sn_0.5Sb_0.1Zn_y（y=0～0.025）试样,通过在大剂量Sb掺杂的Mg₂（Si,Sn）基材料中添加Zn元素,研究了大剂量Sb和微量Zn双掺杂对材料电声输运特性的综合影响。研究结果表明,Zn-Sb双掺杂可通过有效抑制材料电子热导率的方法大幅降低Mg₂（Si,Sn）合金材料的总热导率,与此同时明显提高掺Zn试样的塞贝克系数以弥补其电导率的损失,维持材料较为优异的电学性能。最终,热导率的大幅优化及电学性能的维持实现了材料综合热电性能的显著提升,其中,成分为Mg_2.095Si_0.4Sn_0.5Sb_0.1Zn_0.025的材料在823 K下热电优值ZT达到1.42。