快速合成的n型Pb1-xBixTe合金具有低导热率和高品质因
这篇由山东大学等的研究学者完成,讨论快速合成的n型Pb1-xBixTe合金具有低导热率和高品质因数的论文,发表在二区重要期刊《Dalton Transactions》,影响因子:4.099。
近年来,微波化学仪器用于材料合成的研究工作已经成为科学研究的热门方向,受到广大学者的极大关注!
摘要
采用低温快速合成法制备了n型PB1−xBixTe合金;研究了Bi掺杂和微波水热工艺对显微结构和热电性能的影响;Bi在PbTe中的固溶极限为x=0.02~0.03;采用微波水热法合成了70 nm左右的均匀纳米粒子。
在热压条件下,PB1−xBixTe合金也形成了亚微米级晶粒尺寸。随着Bi含量的增加,载流子浓度在溶解度极限范围内提高,这导致低电阻率和较高的功率因数在高温。在623K时,x=0.02样品获得了较高的功率因数为8.5μW cm−1 K−2。此外,Bi的引入有效地YZ了原始PbTe的p-n转变和双极热导率。因此,在673 K下,结合合金、晶界、位错和缺陷的散射,获得了0.6 8W m−1 K−1的低晶格热导率。
结果表明,Pb0.98Bi0.02Te样品在673 K处获得ZG峰值,即zT=0.62,与传统熔炼法合成的掺铋PbTe合金相当。因此,适当的微波水热法合成条件可以迅速得到具有类似性能的热电材料。
详情

图1/4↑

图2/4↑

图3/4↑

图4/4↑
结论
采用微波水热法和热压法快速合成了x=0.00、0.01、0.02、0.03和0.04的n型PB1−xBixTe合金。所有样品均形成了单晶结构、致密的显微结构和均匀的元素分布。确定了Bi在PbTe中的固溶极限为x=0.02~0.03。Bi掺杂样品的大部分晶粒尺寸为亚微米级,小于纯PbTe的晶粒尺寸,随着Bi含量的增加,载流子浓度逐渐提高,直到溶解度极限,在x=0.02和0.03处电阻率ZD。Bi掺杂的Seebeck系数为负值,且随Bi含量的变化与载流子浓度的变化一致。在此基础上,在x=0.02的623K下,获得了8.5μW cm−1 K−2的ZD功率因数值。由于Bi的引入禁止了双极热导,所以随着温度的升高,晶格热导率仍然很低。此外,还引入并强化了合金、晶界、位错和缺陷的散射。结果表明,Pb0.98Bi0.02Te合金在673 K时晶格热导率ZD,为0.68W m−1 K−1。结果表明,提高的高温功率因数和ZD的晶格热导率使Pb0.98Bi0.02Te在673 K时获得了zT=0.62的ZG值。这一优点与传统熔炼法合成的掺铋PbTe合金相当。因此,在优化的反应条件下,微波水热法可快速制备出具有类似热电性能的n型PB1−xBixTe合金。
祥鹄仪器在本论文中的使用过程
在一种典型的PbTe纳米粒子的合成中,分别在50 mL去离子水中加入2g NaOH、1.9788 g PbN_2O_6、1.3646 g Na2TeO_3和0.6g NaBH_4(对掺铋的PbN_2O_6样品加入比例的BiCl_3)。将该溶液转移到80 mL聚四氟乙烯高压釜中,在微波水热合成器(XH-800s,北京祥鹄科技发展有限公司)中,以10°C min−1的升温速率,加热至140°C,30 min。产品自然冷却到室温,然后用去离子水和乙醇离心洗涤几次。在此之后,这些洗过的产品在真空烤箱中干燥成粉末。用773 K热压烧结得到的PbTe纳米粒子,在20 MPa条件下烧结1h。ZH,合成了相对密度大于97%的PB1−xBixTe样品。
相关产品
全部评论(0条)
推荐阅读
-
- 压电雨量传感器:具有快速响应、高灵敏度和稳定性好等特点~
- 风途FT-Y1压电雨量传感器采用PVDF压电薄膜作为感雨器件,通过嵌入式AI神经网络分辨雨滴信号,避免因砂砾、灰尘、振动等干扰带来误触发。 广泛应用于气象环境监测、农林、风力发电等有关部门用来遥测降水量、降水强度、降水起止时间。
-
- 一图看懂快速退火炉对半导体材料合金化的作用
- 半导体材料要实现功能化,意味着要实现电信号的输入与输出,需要半导体材料与金属电极形成良好的欧姆接触。
-
- 一步法制备高强度和柔韧性的高熵合金纤维
- 一步法制备高强度和柔韧性的高熵合金纤维
-
- 新标准更高效应对|合成着色剂的快速分析(GB 5009.35-2023)
- SGLC参考《食品安全标准 食品中合成着色剂的测定》(GB 5009.35-2023),推出了快速分析方案。
-
- 【CEM】快速两步微波辅助合成乙酰氨基酚
- 为了展现微波辅助合成中添加气态试剂的简便性,研究人员开发了一种以4-硝基苯酚为原料,通过两个步骤合成常见止痛药乙酰氨基酚的方法。
-
- 提案 | 骨科植入物的高品质测量
- 如今,骨科植入物作为植入人体以替代、支撑定位或者修复骨骼、关节和软骨等组织的器件和材料,被运用在许多身体部位(
-
- RTP快速退火炉的合金化在GaN基HEMT传感器中的应用
- GaN基HEMT传感器是基于AIGaN/GaN异质结处的二维电子气(2DEG)易受表面态控制的特性而发展起来的
①本文由仪器网入驻的作者或注册的会员撰写并发布,观点仅代表作者本人,不代表仪器网立场。若内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们立即通知作者,并马上删除。
②凡本网注明"来源:仪器网"的所有作品,版权均属于仪器网,转载时须经本网同意,并请注明仪器网(www.yiqi.com)。
③本网转载并注明来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
④若本站内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们马上修改或删除。邮箱:hezou_yiqi
参与评论
登录后参与评论