p型方钴矿中掺杂和填充的调控与微结构、电声输运及热膨胀性能的关系研究

项目名称： p型方钴矿中掺杂和填充的调控与微结构、电声输运及热膨胀性能的关系研究

项目编号： No.51201149

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 张隆

作者单位： 燕山大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 虽然方钴矿热电材料近年来在性能方面不断得到提高，但其热膨胀系数能与n型相匹配的p型材料，却存在热电性能低下的问题。本研究主要通过原子掺杂和孔隙填充的方法形成多组元的方钴矿材料，以期提高热电性能。本项目的主要研究对象为高压合成的五元新型方钴矿热电材料RzFe2Co2Sb12-yQy（R为填充元素，Q为IVA，VA，VIA族元素），研究分析Sb位置的不同掺杂元素以及相应的最大掺杂量，建立掺杂元素Q及其掺杂量y与填充分数z之间的关系，并引入具有低氧化态的碱金属作为填充元素之一，用以弥补掺杂所导致的填充量下降，深入了解"掺杂-填充"的调控对体系成相和晶体结构的影响，探索由晶格原子的不同固熔度所导致的原位内生纳米第二相的形成机制，系统研究不同掺杂元素、掺杂量和多元填充分数对材料的电传输和热传导性能、以及热膨胀系数的影响等,从而制备出高热电性能、低热膨胀系数的p型方钴矿热电材料。

中文关键词： 热电材料；方钴矿；纳米分散相；掺杂；球磨

英文摘要： The thermoelectric properties of skutterudites are being improved steadily, however, the mismatch of the thermal expansion between p- and n-type skutterudite impedes the steps toward its applications. It is well known that the thermoelectric properties ca

英文关键词： Thermoelectric；skutterudites；nano dispersion；doping；ball milling