强磁场对β-Zn4Sb3块体材料微观组织与热电性能的影响

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liyyng1987
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
β-Zn4Sb3是一种极具应用前景的中温热电材料,相比于现役的中温热电材料PbTe而言,β-Zn4Sb3具有无毒性,成本低廉等优点。更重要的是,由于β-Zn4Sb3材料具有极低的热导率因此其热电性能较好。目前而言,寻找一种能够有效地提高β-Zn4Sb3热电性能的方法仍是研究的热点。强磁场能够通过磁化力,洛伦兹力以及磁力矩改变材料的微观组织。因此,强磁场的施加有望显著影响材料的热电性能。所以本文通过强磁场下熔融缓冷的方法制备了β-Zn4Sb3块体材料,探究了强磁场对β-Zn4Sb3微观组织与热电性能的影响。本文测试了β-Zn4Sb3材料的热电性能(Seebeck系数,电阻率,热导率,载流子浓度以及载流子迁移率),并通过XRD.SEM-EDS以及HR-TEM检测对所制备的块体材料的相组成和微观组织进行了分析。此外,通过DSC和Rietveld精修考察了强磁场对β-Zn4Sb3晶体结构中Zn空位的影响。主要得到以下结论:(1)强磁场对β-Zn4Sb3材料热电性能的影响:强磁场下制备的样品具有较低的电阻率、Seebeck系数和热导率以及较高的载流子浓度。当磁感应强度为B=8.8 T时,样品在673 K达到最大的ZT值(ZTmax=0.97)。相比于无磁场条件下制备的样品(ZT max= 0.88),强磁场可以使得样品的最大ZT值提高10%。(2)强磁场对β-Zn4Sb3材料微观组织的影响:无磁场条件下制备的样品存在弥散分布的纳米空洞。当施加磁场时,材料中的纳米空洞消失。不仅如此,在晶界和晶粒内部分别析出了富Zn和富Sb的纳米颗粒。该富Zn纳米颗粒的析出导致晶粒内部Zn缺乏,DSC和Rietveld精修结果表明强磁场的施加导致材料晶体结构中的Zn空位增多。(3)β-Zn4Sb3材料微观组织与热电性能的联系:对于强磁场下制备的样品而言,由于富Zn纳米颗粒在晶界处析出导致晶界处的载流子浓度明显高于晶粒内部的载流子浓度。所以载流子会从晶界处向晶粒内部进行注入,从而造成材料载流子浓度的升高,此外,由于Zn空位是造成材料p型导电的主要原因,所以其含量大小能够显著影响材料的载流子浓度。结合上述DSC和Rietveld精修结果可知:强磁场通过增加材料中Zn空位从而导致载流子浓度的增大。不仅如此,Zn空位也是材料晶体结构中的一种点缺陷,该点缺陷能够有效的散射声子。所以,Zn空位的增多可以显著地降低材料的热导率。
其他文献
电站锅炉煤粉燃烧过程中会产生大量的氮氧化物(NOX),NOX会对生态环境造成严重的破坏。氮氧化物排放控制是我国环保规划的重要内容,目前我国电站锅炉的NOX排放浓度严重超过国家制
前几天去眼科复查,前面的几位病友查视力,给我科普了一项冷门知识:如果视力表上最大一个符号都看不清,如何评判视力水平?只见医生站在病人跟前,伸出两个手指头,问他是几?有位
期刊
随着镀膜技术的飞速发展,磁控溅射、电子束蒸发、电弧离子镀等PVD技术已被广泛应用,而对于新型微纳光电器件而言,现有镀膜方法的镀膜条件都是在高温条件下,对有机物而言存在
元旦是我国的阳历新年.1949年9月27日,全国政协第一次全体会议通过使用“公历纪年法”,正式将阳历1月1日定为新年始日,称作“元旦”.其实,何为新年?新年始日从哪一天开始?由
期刊
热风炉是高炉炼铁生产中的重要组成部分,主要功用就是为高炉提供高温且持续的热风,高风温是高炉炼铁中提高生铁的产量和质量、降低生产成本及能耗的有效措施之一,所以热风的
该文对作物类生物材料的对流干燥理论和实验进行了较为系统的理论和实验研究,主要从事了以下几方面的工作:在分析对流干燥理论模型的历史和现状的基础上,针对各种模型存在的不
种草,网络流行语,表示“分享推荐某一商品的优秀品质,以激发他人购买欲望”的行为,或自己根据外界信息,对某事物产生体验或拥有欲望的过程;也表示“把一样事物分享推荐给另一
期刊
“睡硬板床”可能是腰疼的人听过最多的医嘱.不少人听到这话回家后就把床垫撤掉,晚上就睡在床板上.这样真的对吗?rn人体正常的脊椎生理结构从侧面看呈一个S形的生理弯曲,如果
期刊
当前,纳米科学技术己进入飞速发展的时期。人们已经可以合成出各种复杂形貌的纳米颗粒,应用纳米材料或纳米技术的产品已经有了上千种。不过,对纳米材料的生物效应研究才刚刚