Yb_yCo₄Sb₁₂/Yb₂O₃热电复合材料的高温稳定性研究

丁娟^1,2，刘睿恒¹，顾辉²，陈立东¹

1. 中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院能量转换材料重点实验室2. 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室

摘 要：采用高温熔融/热处理并结合SPS烧结工艺制备了Yb名义组分为0.6的Yby Co4Sb12/Yb2O3填充方钴矿复合材料,纳米或亚微米Yb2O3颗粒主要分散在方钴矿晶界上。研究了873 K下低氧分压高温处理对样品的热电性能与微结构的影响。热处理后样品的电导率、赛贝克系数、热导率基本保持不变,块体材料内部纳米与亚微米尺度微观结构未发生明显变化,未发现填充方钴矿结构中的Yb元素的"大量逸出"与氧化,材料的高温ZT值保持在1.2左右。TEM观察发现Yby Co4Sb12填充方钴矿晶粒内存在大量的位错,由位错产生的内应力有可能对Yb离子从晶格孔洞的逸出以及Yb离子和O离子的扩散产生阻碍作用,从而抑制了在高温低氧分压下Yby Co4Sb12的内氧化,使得高Yb含量的Yby Co4Sb12/Yb2O3复合材料的高温稳定性比低Yb含量填充方钴矿材料更佳。

关键词：热电转换;方钴矿;纳米复合;结构演化;