《多填充和納米複合對n型方鈷礦熱電性能的提升》是依託重慶大學，由周小元擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：多填充和納米複合對n型方鈷礦熱電性能的提升
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：周小元
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
方鈷礦熱電材料近年來在性能方面不斷得到提高，主要是通過結構低維化和摻雜兩種手段，但是由於熱電參數之間的互相約制關係，這兩種手段往往不能實現電聲性能的同時改進。本研究主要通過多原子複合填充、結構納米化（降低晶粒尺寸）和非原位引入金屬納米第二相的方法，形成多原子填充方鈷礦納米複合物來改善CoSb3基方鈷礦的熱電性能。本項目事先根據第一性原理計算，結合具體實驗，最佳化多原子填充種類、組合方式及其相應的填充分數，深入了解填充原子對體系組分、晶體結構和熱電性能的影響規律，確定最佳化的多原子填充方鈷礦。以此為基體，採用球磨技術，降低基體晶粒尺寸至100nm以下，實現基體結構納米化。然後非原位引入金屬納米第二相得到方鈷礦納米複合物，系統研究最終產物的組分與微結構對材料電聲性能的影響規律，製備出具有良好的電傳輸特性,同時具有低的熱導率的高性能方鈷礦熱電材料，推動方鈷礦熱電器件的商品化和產業化。
結題摘要
本項目以中溫熱電套用最重要的體系方鈷礦材料作為研究對象，採用傳統的固相反應法結合高能球磨與熱壓燒結，製備了Ba填充的n型方鈷礦的納米複合物。採用球磨技術，降低了基體晶粒尺寸至100nm以下，實現基體結構納米化。非原位引入金屬納米Ag顆粒和不同形態的TiO2第二相成功獲得了方鈷礦納米複合物。通過對其熱電性能的系統研究，揭示了最終產物的組分與微結構與複合納米第二相的含量、形貌和尺寸大小與分布對材料電聲性能的影響規律，製備出具有良好的電傳輸特性，同時具有低的熱導率的高性能n型方鈷礦熱電材料。金屬納米Ag顆粒和不同形態的TiO2第二相製備的方鈷礦納米複合物ZT值分別達到1.4與1.2，有力大幅度推動方鈷礦熱電器件的商品化和產業化。
