溶剂热法合成sblt2gttelt3gt基热电材料

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要V．Ⅵ族化合物A283具有良好的热电性能，在热电制冷、温差发电等领域具有重要的应用价值和广泛的应用前景。目前国内外研究较多的是Bi2Te3、Sb2Te3、sb2Se3以及同溶体合金等，是迄今为止发展最为成熟，室温附近应用最好的性能最好的热电材料，但是其最大z丁值仍一直徘徊在l左右。热电材料纳米化由于其热导率的降低比电导率的降低更为显著，有利于提高材料的热电性能数(zr)。本文采用溶剂热合成方法，以SbCl3、BiCl3、Te粉为原料，EDTA二钠盐为络合剂，合成了Sb2Te3化合物及(100-x)m01％Sb2Te3+xm01％Bi2Te3固溶体纳

2、米粉体。用XRD、SEM、TEM和EDS等技术对合成产物进行了表征和分析，研究了反应介质、反应温度、时间、压力以及络合剂等对反应产物的相组成及微结构的影响规律。研究结果表明：反应温度与反应时间对所得到的产物的相组成和微结构有很大影响。反应时间为24h时，Sb2Te3化合物粉体的颗粒尺寸随着合成温度的升高有明显增加；反应温度为180℃时，反应时间对合成产物的相组成影响甚微，但是Sb：Te3的颗粒尺寸随着反应时间的延长而增加，在180℃温度下反应24h得到颗粒尺寸大小均匀、平均粒径约为200衄的Sb2Te3六角形片晶。为了得到微结构可控的Sb2Te3纳米粉体，在络合剂EDTA二钠

3、盐的作用下制备出形貌各异的Sb2Te3粉体，研究了EDTA的添加量对所得到的粉体相组成和微结构的影响。研究结果表明：当Sb”：EDTA=I：l时，溶剂热合成后的粉体形貌大多数为六角形片晶，但也存在少量的八面体颗粒；当Sb3+：EDTA--2：l时，溶剂热合成后的粉体形貌大多数为八面体颗粒。采用溶剂热法制备出(100-x)m01％Sb2Te3+xm01％Bi2Te3粉体。发现随着X值的增加，高角度的衍射峰向低角度明显偏移，晶格常数随着x值的增加而增大。扫描电镜结果表明随着掺杂量X的增加，粉体的颗粒尺寸趋向减小。在180℃温度下反应12h可得到颗粒尺寸大小均匀、平均粒径约为100

4、anl的BiSbTe3纳米粉体。结合合成条件，对各种形态的Sb2Te3纳米晶的形核和晶体长大机制进行了研究，提出了Sb2Te3的表面形核侧向生长机制。关键词：Sb2Te3基热电材料，溶剂热合成，微结构武汉理工大学硕士学位论文AbstractV-ⅥcompoundA283areofgoodthermoelectricproperties。whichcanbewidelyusedinthecoolingdevicesandpowergenerators．Recently,Bi2Te3、Sb2Te3、Sb2Se3鸫wellassolidsolutionalloyhavebeenin

5、vestigateddomesticallyandabroad．It’Sthemaulreandhigh-propertythermoelectricmaterialsrecently．which骶inapplicationsscarroomtemperature，however,theZTmeritofthesematerialshasbeenclosetolmoreorless．nefigureofmeritofTEmaterialscouldbesignificantlyimprovedifthematerialsWCl"enano-structurcd．sinceth

6、ethermalconductivitycouldbedecreasedmoresignificantlythanthedecreaseoftheelectricconductivityofthematerials．Inthethesis，solvothermalsynthesishasbeenexploredtoprepareSb2Te3aswellasSb2Te3-basedsolidsolutionmaterial．Theinitialrawmaterialsarelistedasfollow：SbCl3、BiCl3、TepowderandComplexingagent

7、ofEDTA．Nano-structuredSb2Te3powdershavebeenyieldedthroughdifferentsynthesisconditions．Thestructureandmorphologiesofnano-powdcrswefeinvestigatedbyXRD．SEM,TEMandEDSobservations．ThegrowthmechanismofSb2Te3crystalaswellasSb2Te3-basedsolidsolutionhavebeenresea