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PbSe-MnSe纳米复合热电材料的微结构和电热输运性能

张玉 吴立华 曾李骄开 刘叶烽 张继业 邢娟娟 骆军

PbSe-MnSe纳米复合热电材料的微结构和电热输运性能

张玉, 吴立华, 曾李骄开, 刘叶烽, 张继业, 邢娟娟, 骆军
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  • 相比于常见的热电材料PbTe, 另一种硫族铅化合物PbSe具有熔点高、Se储量更丰富等优势, 从而越来越受到科学界的关注. 本文采用熔融淬火结合快速热压烧结工艺制备了Pb0.98-xMnxNa0.02Se(0 x 0.12)纳米复合热电材料, 系统地研究了不同Mn含量对材料微纳结构、机械性能和热电性能的影响规律. 发现纳米复合样品中有面心立方结构的MnSe球状和薄层状析出物, 显微硬度得到显著增强. 少量固溶的Mn增加了能带简并度, 使功率因子提高, 球状析出物使声子散射增强、热导率降低, 体系的热电优值ZT得到优化; 但是当Mn含量更高时, 赛贝克系数趋于饱和, 连续析出物使晶格热导率反常增大, ZT 没有得到进一步改善. 通过进一步调节Na含量优化了载流子浓度, 获得了ZT=0.65的PbSe-MnSe纳米复合热电材料.
      通信作者: 骆军, junluo@shu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51371194,51172276)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-13
  • 修回日期:  2016-02-25
  • 刊出日期:  2016-05-05

PbSe-MnSe纳米复合热电材料的微结构和电热输运性能

  • 1. 上海大学材料科学与工程学院, 上海 200444
  • 通信作者: 骆军, junluo@shu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51371194,51172276)资助的课题.

摘要: 相比于常见的热电材料PbTe, 另一种硫族铅化合物PbSe具有熔点高、Se储量更丰富等优势, 从而越来越受到科学界的关注. 本文采用熔融淬火结合快速热压烧结工艺制备了Pb0.98-xMnxNa0.02Se(0 x 0.12)纳米复合热电材料, 系统地研究了不同Mn含量对材料微纳结构、机械性能和热电性能的影响规律. 发现纳米复合样品中有面心立方结构的MnSe球状和薄层状析出物, 显微硬度得到显著增强. 少量固溶的Mn增加了能带简并度, 使功率因子提高, 球状析出物使声子散射增强、热导率降低, 体系的热电优值ZT得到优化; 但是当Mn含量更高时, 赛贝克系数趋于饱和, 连续析出物使晶格热导率反常增大, ZT 没有得到进一步改善. 通过进一步调节Na含量优化了载流子浓度, 获得了ZT=0.65的PbSe-MnSe纳米复合热电材料.

English Abstract

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