《微波溶液法製備Cu3SbSe4合金納米材料及其物理輸運性質研究》是依託重慶大學，由盧旭擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：微波溶液法製備Cu3SbSe4合金納米材料及其物理輸運性質研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：盧旭
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
Cu3SbSe4熱電材料元素儲量豐富、環境友好、熱電輸運性質易調控，近年來受到熱電研究領域廣泛關注。本項目針對傳統方法製備的Cu3SbSe4合金熱電優值難以進一步提升的瓶頸，以Cu3SbSe4合金為研究對象，採用微波溶液法結合SPS技術快速宏量製備Cu3SbSe4合金納米材料。最佳化工藝參數，實現材料結構納米化，成分均一化和晶粒尺寸可控化。利用結構納米化引起的能量過濾效應解耦熱電參數，大幅度提升Seebeck係數，並結合晶粒細化帶來的熱導率下降，有效提高熱電優值。項目預期將實現Cu3SbSe4合金納米材料的可控制備，揭示晶粒尺寸與能量過濾效應的關聯規律，探索納米化對大幅提升Cu3SbSe4合金熱電優值的物理機制。項目研究成果將探明微波合成法和SPS不同工藝參數對晶粒尺寸的影響規律；闡明Cu3SbSe4納米材料中獨特的電、聲輸運機制；為充分利用結構納米化提升其他三元銅基合金的熱電性能提供思路。
結題摘要
金剛石結構合金Cu3SbSe4熱電材料元素儲量豐富、環境友好、熱電輸運性質易調控，近年來受到熱電研究領域廣泛關注。本項目針對傳統方法製備的Cu3SbSe4合金熱電優值難以進一步提升的瓶頸，以Cu3SbSe4合金為研究對象，採用微波溶液法結合SPS技術快速宏量製備Cu3SbSe4合金納米材料，實現了材料結構納米化，成分均一化和晶粒尺寸可控化。我們發現在納米化的粉體中通過固溶摻雜可進一步引入納米析出物，在保持電學性能的基礎上，極大的降低了熱導至理論最低值，最後熱電優值達到預設的1.2左右，成功的完成了項目指標。在項目進行過程中，我們還對其他金剛石結構熱電材料微觀結構與性能關係進行了探索發現利用天然脫溶效應可以引入納米級成分波動，大幅降低熱導率；在某些體系中引入納米析出物可抑制能谷間散射，提升電學性能。總而言之，我們通過對金剛石合金化合物納米化實現了對電、聲輸運性能的調控，為類似體系熱電性能的提升提供了新思路。
