硅化镁热电材料的一步合成法制备及性能表征

李洋¹，陈少平¹，焦媛媛¹，曾博¹，孟庆森¹，易堂红²，S.M.Kauzlarich²，D.V.Quanch³，Z.A.Munir³

1. 太原理工大学材料科学与工程学院2. 加州大学戴维斯分校化学系3. 加州大学戴维斯分校材料科学与化学工程系

摘 要：采用MgH2代替Mg粉,与Si粉和Bi粉按照一定比例混合后,在FAPAS（电场激活压力辅助合成）炉中,用一步合成法制备Bi（1%（摩尔分数））掺杂的硅化镁（Mg2Si）块体热电材料。系统研究了一步合成法烧结制备Mg2Si基热电材料的工艺过程,对试样进行了成分和热电性能分析,并且与管式炉+FAPAS（T+F）法制备出的样品进行比较。实验结果表明,一步合成法制备块体Mg2Si基热电材料效率高,产物具有纯净和纳米的特征,有效降低了热导率,从整体上改善了材料的热电性能。同时,适度过量的Si有助于提高材料的热电性能,配比为1.95∶1的样品在热电性能上要优于配比为2∶1的样品,在725K时,前者的ZT值可达0.54。

关键词：一步合成法;MgH2;FAPAS;Mg2Si;热电材料;