化學(xué)鍍對(duì)Bi-Te基熱電材料性能的影響.pdf

1、隨著環(huán)境污染和能源問(wèn)題的加劇，對(duì)熱電材料等新型能源轉(zhuǎn)化材料的研究得到廣泛關(guān)注。Bi-Te基熱電材料是室溫附近性能最佳的熱電材料，但仍存在熱電轉(zhuǎn)換效率較低、機(jī)械性能較差等問(wèn)題。本文以n型和p型Bi-Te基熱電粉體為基體，采用化學(xué)還原沉積法在粉體表面修飾不同種類和含量的金屬層，然后燒結(jié)成塊體試樣，探究其對(duì)材料的熱電及機(jī)械性能的影響，具體內(nèi)容如下:
　　1、探究了表面修飾Ni含量對(duì)p型Bi0.5Sb1.5Te3/Ni塊體試樣的性能影響。

2、熱壓和放電等離子燒結(jié)Bi0.5Sb1.5Te3/Ni塊體試樣的ZT值基本不變或略有下降。但Ni含量較低時(shí)，Bi0.5Sb1.5Te3/Ni塊體合金的Seebeck系數(shù)大幅度上升，該工作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供了思路。
　　2、研究化學(xué)鍍Cu含量對(duì)p型Bi0.5Sb1.5Te3/Cu塊體試樣的性能影響。隨著Cu含量的增加，試樣的載流子濃度上升，載流子遷移率下降。Bi0.5Sb1.5Te3/Cu試樣的電導(dǎo)率明顯提高，晶格熱導(dǎo)率大幅度下降，熱電性

3、能得到改善。同時(shí)，隨著Cu含量的上升，ZT峰值向高溫端偏移。低溫區(qū)性能最好的試樣Cu含量為0.05wt.％，ZT峰值在372K從0.59提高到1.08。Cu含量增加到0.22wt.％時(shí)，ZT峰值移動(dòng)到高溫區(qū)域(573K)從0.12提高到0.89。
　　3、基于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用在Bi0.5Sb1.5Te3粉末基體表面先鍍Ni提高試樣的Seebeck系數(shù)，再鍍Cu同時(shí)提高功率因子和降低熱導(dǎo)率的方法提高材料的性能。相比于Bi0.5Sb

4、1.5Te3/Cu試樣，Bi0.5Sb1.5Te3/Ni-Cu試樣的功率因子上升，晶格熱導(dǎo)率進(jìn)一步下降。在含有0.3wt.％Ni和0.15wt.％Cu的試樣中，ZT峰值在473K從0.32提高到1.16，材料的熱電性能得到進(jìn)一步提高。
　　4、探究了化學(xué)鍍Cu含量對(duì)n型Bi2Te2.7Se0.3/Cu塊體試樣的影響。Bi2Te2.7Se0.3/Cu試樣的Seebeck系數(shù)大幅度上升，因而功率因子大幅度上升，說(shuō)明電傳輸性能得到明顯改