Cu₃SbSe₃-在Bi₂Te₃-基于热电材料中的合金诱导的高热电性能和机械强度

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 能源转换 能源转换

背景情况:

• 基于比斯穆特化物 (Bi2Te3) 的材料是低级废热回收的关键.
• 目前的局限性包括适度的热电性能和不良的机械强度.

研究的目的:

• 为了协同增强基于Bi2Te3的材料的热电和机械性能.
• 探索使用Cu3SbSe3进行合金,以提高性能.

主要方法:

• 采用了高能球磨和热压技术.
• 将Bi0.4Sb1.6Te3.01与Cu3SbSe3.01合金在一起
• 微观结构分析和属性表征.

主要成果:

• 优化载体度和减少多孔性.
• 增强的功率因子和抑制的格子导热性.
• 在378 K达到≈1.45的峰值zT和≈1.3 (303503 K) 的平均zT.
• 改善了机械性能:维克尔硬度为96 Hv,压力强度为187 MPa.
• 热电装置实现了约6.9%的转换效率.

结论:

• 战略性合金和微结构工程显著提高了热电和机械性能.
• 开发的基于Bi2Te3的材料对先进的废热回收充满希望.
• 这种方法为下一代热电发电机提供了可行的途径.