ca和ce双原子复合填充skutterudite化合物的合成及其热电性能研究

《ca和ce双原子复合填充skutterudite化合物的合成及其热电性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、武汉理I‘人学硕士学位论文摘要近几年来，填充式skutterudite化合物由于表现出了电子晶体——声子玻璃的热电传输行为而引起人们的极大关注。但其热导率礅高，因而如何降低晶格热导率岛，提高其热电性能指数z丁值已成为研究的热点。本研究通过熔融法合成了单相ca、ce双原子填充、Fe置换的P型CamCe。FexC04。Sbl2(m=O．2一O．5，n=O．05—0．25，x=1．5)化合物，研究了双原子复合填充及Fe置换对化合物结构及热电性能的影响规律。CamCe。Fe】5C02．5Sbl2化合物的晶格常数随填充总量m+n的增加而增大，当总填充分数m+n为O．5左右时达到填充上限，

2、此时晶格常数为O．9089nm；Rietveld结构解析表明：CamCe．Fel,5C025Sbl2化合物具有skutterudite结构，Ca和ce原子填充到了sb的二十面体空洞中：XPS元素窄区谱分析结果表明：填充原子在空洞中有三种填充方式，并优先填充中心位置。p型CamCe。Fel5C025Sbl2化合物的载流子浓度随两种填充原子填充分数的增加而降低。填充分数相同时，两种原子复合填充的P型CamCe。Fe。C04-xSbl2化合物的电导率介于一种原子单独填充的CaraFe。C04．。Sbl2和Ce。Fe。C04．。Sb【2化合物之间，随着填充分数的增加，化合物的电导率下降

3、。P型ca。ce。Fe，c04一。sbl2化合物的赛贝克系数随金属原子填充总量，尤其是Ce填充量的增加以及温度的上升而增加：填充原子ce对赛贝克系数的影响要比Ca原子显著，在总填充分数相同的情况下，P型CamCe．Fe。C04-。Sbl2化合物的赛贝克系数随ce填充量增大而增加。在相同填充分数时，两种原子复合填充的P型ca。ce。Fe。c04。sbl2化合物的晶格热导率较ca或ce～种原子单独填充的化合物CaraFe。C04-xSbl2和ce。Fe。C04．。Sbl2的晶格热导率低：当填充总量m+n为0．3左右，且Ca和Ce的填充量大致相等时，P型Ca．aCe。Fe。C04．。

4、Sbl2化合物的晶格热导率最低。在各种组成的P型CamCe．Fe。C04-xSbl2化合物中，Caol8Ce012Fel4sC02ssSbl22I试样显示最大热电性能指数，在750K其Zr值达到117。关键词：双原子复合填充Skuaerudite化合物合成热电性能武汉理工大学硕士学位论文AbstractDoubleatomsfilledsingle—phaseP-typeCamCenFexC04-xSbl2compoundsweresynthesizedusingmeltingreactionmethod，CaandCewereusedasfillingatoms．Theeff

5、ectsofdoubleatomsfilledandreplacementofFeonthestructureandthermoelectricpropertiesofcompoundswereinvestigated，ThelatticeconstantofCamCenFexC04．xSbl2increasedwithincreasingtotalfillingfractio“m+n)，andreachedmaximum0．9089nmwhenm+nWasabout0．5．TheresultofRietveldrefinementindicatedhiighreliabili

6、tieswitllfillingfractionconsistentwiththeICPESanalysisandCamCenFexC04．xSbncompoundspossessofskuttemditestructure．Thethermalparameter(B1ofCa／CewasmuchlargerthanthoseofSbandFe／Co：ThespecificchemicalstatesofatomswereobtainedfromXPSquantitativeanalysis，itshowedthatthefillingatomstendtOfillthemid

7、dleofthevoidsoficosa：hed】．onsofSb．preferentially．Withthesamefillingfraction，carrierconcentrationandelectricalconductivityofP—typeCamCe．FexCo．xSbl2areintervenientbetweenthatofsingleatomfilledcompoundsCaraFexC04．xSbl2andCe拉exC04-xSbn，anddecreasedwith