Heusler合金的組織結(jié)構(gòu)與熱電性能.pdf

1、Heusler合金作為熱電材料有具有環(huán)境友好、無噪聲、安全等優(yōu)點(diǎn)。然而Heusler合金的熱導(dǎo)率較高導(dǎo)致其熱電優(yōu)值較低。因此本文以MNiSn基n型Half-Heusler合金、MCoSb基p型Half-Heusler合金以及Fe2TiSn基Full-Heusler合金作為研究對象,研究了材料的制備工藝、組織結(jié)構(gòu)以及熱電性能。
　　研究結(jié)果表明,鑄態(tài)合金經(jīng)過球磨以后,顆粒尺寸達(dá)到幾十納米。經(jīng)SPS燒結(jié)后,合金的晶粒尺寸長大到500n

2、m左右,但是相比于鑄態(tài)的晶粒尺寸(50~100μm)有大幅度的下降,本研究的制備工藝明顯起到了細(xì)化晶粒的效果。
　　用Hf、Zr取代部分鈦,制備Ti0.25(Zr1-xHfx)0.75NiSn0.99Sb0.01合金固溶體,可以有效降低材料的熱導(dǎo)率。但是球磨后,合金析出第二相,影響了合金的熱電性能,導(dǎo)致合金的ZT值并不高。在700℃時,Ti0.25(Zr0.3Hf0.7)0.75NiSn0.99Sb0.01合金具有最好的熱電性能,

3、ZT值為0.3。
　　研究發(fā)現(xiàn),Hf、Zr取代部分鈦,制備的Ti0.25(Zr1-xHfx)0.75CoSb0.9Sn0.1合金固溶體,隨著Hf含量增加,載流子濃度、電導(dǎo)率、載流子熱導(dǎo)率均增大,Seebeck系數(shù)以及晶格熱導(dǎo)率減小。Hf的增加和晶粒細(xì)化有效地降低了材料的熱導(dǎo)率,相比于鑄態(tài)合金,熱導(dǎo)率降低近50％。在700℃時,Ti0.25(Zr0.4Hf0.6)0.75CoSb0.9Sn0.1合金ZT值達(dá)到最大,約為0.4,作為p