Sn掺杂ZrCoBi基Half-Heusler化合物的合成与热电性能研究

分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2022-10-26 合作期刊: 《桂林电子科技大学学报》

葛 超 周 刚 刘赵一

摘要： 为了研究Sn掺杂对ZrCoBi化合物的结构和热电性能的影响,采用感应熔炼结合放电等离子烧结制备了不同掺杂 浓度的ZrCoBi1-xSnx(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25)系列样品,并对其物相结构和热电性能进行了测试和分析。实验 结果表明,合成的ZrCoBi基化合物均为标准的Half-Heusler相,Sn在ZrCoBi基体中的最大固溶度为20%。在相同温度 下,随着Bi位Sn掺杂浓度的增加,电导率增大,塞贝克系数先增后减,ZT 值不断增大。通过Sn/Bi的取代,ZrCoBi1-xSnx 的热导率有了明显的降低,在730 K附近,ZrCoBi0.80Sn0.20 样品的热导率达到最低值为2.56 Wcm-1K-1。由于功率因子 的增大及热导率的减小,在730 K附近,ZT 值由未掺杂的ZrCoBi样品的0.39增至最大为ZrCoBi0.20Sn0.80 样品的1.02。 Sn的掺杂引入了受主杂质,优化了载流子浓度,提高了电导率和功率因子。同时由于Sn、Bi原子间的尺寸与质量差异,增 强了点缺陷散射作用,进一步降低了热导率,从而整体上提高了ZT 值,改善了热电性能。

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