揭示了Mg₃Sb_2-Bi基热电材料的化学不稳定性

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态化学 固态化学
• 热电学是一种热电学.

背景情况:

• n型Mg3Sb2-xBix合金显示出作为低成本热电材料的前景.
• 化学和热稳定性对于实际的热电应用至关重要.
• 以前的研究表明,Mg3Sb2-xBix合金缺乏环境稳定性.

研究的目的:

• 研究Mg3Sb2-xBix合金在环境条件下的降解机制.
• 评估降解对热电性质的影响.
• 制定策略,以提高这些合金的化学稳定性.

主要方法:

• 在室温下将Mg3Sb2-xBix合金暴露于H2O和O2.
• 使用各种分析技术对反应产品进行表征.
• 在曝光前后测量热电特性.
• 应用聚二甲基西洛干涂层以提高稳定性.

主要成果:

• Mg3Sb2-xBix合金与周围的H2O和O2反应,形成Mg(OH) 2 / MgO和Bi / Sb.
• 的损失显著降低了热电性能,并导致n型转换为p型.
• 增加Bi含量会降低化学稳定性,因为Mg3Bi2的形成能量更高.
• 聚二甲基氧涂层有效地保护了Mg3Bi2免受降解.

结论:

• Mg3Sb2-xBix合金的环境不稳定性主要是由于与H2O和O2的反应.
• 降解导致热电性能大幅下降和载体类型的变化.
• 化学稳定性与Bi含量相反相关.
• 表面涂层提供了一种可行的方法来提高基于Mg3Bi2的热电的环境稳定性.