【引言】
方鈷礦常含少量鐵和鎳。等軸晶系。晶體呈立方體、八面體或二者的聚形。集合體常呈致密粒狀。錫白色。條痕灰黑色。金屬光澤。產(chǎn)于鈷鎳熱液礦床中,與砷鈷礦、砷鎳礦、紅鎳礦等鈷鎳砷化物共生。在地表易氧化而形成鈷華,是煉鈷的重要礦物原料。ZT值,又叫熱電優(yōu)值,它是衡量熱電材料熱電性能的指標(biāo)和量度,Z是材料的熱電系數(shù)(單位是/k),有量綱,T是熱力學(xué)溫度,單位是k。ZT乘積來(lái)表示熱電性能的高低,ZT值越高,熱電性能越好。
【成果介紹】
G.Rogl等人認(rèn)為通過(guò)三種不同的途徑,將n型方鈷礦(In,Sr,Ba,Yb)yCo4Sb12的熱電(TE)優(yōu)值ZT最大化:(i)找到銦作為第四填充物的最佳分?jǐn)?shù);(ii)考察粉末顆粒、晶粒和晶粒尺寸對(duì)TE性能的影響;(iii)檢查熱穩(wěn)定性。填充的n型(Sr,Ba,Yb)yCo4Sb12以三種不同比例與0.4Co4Sb12混合,球磨(常規(guī)或高能(HB)球磨)和熱壓。熱擠壓樣品斷口的粒度分析和SEM照片表明,只有HB產(chǎn)生均勻的顆粒/晶粒,平均晶粒尺寸為100納米,用透射電子顯微鏡證實(shí)。X射線Rietveld細(xì)化結(jié)合EDX表明,在所有情況下,銦進(jìn)入方二十面體的方鈷礦空隙。三個(gè)規(guī)則球磨樣品(采用德國(guó)的linseis的LSR-3測(cè)量系統(tǒng)測(cè)定樣品In9.1HB)的溫度依賴(lài)性物理性質(zhì)表明,增加的含量推斷出增加的電阻率,增加了塞貝克系數(shù),但降低了總的熱導(dǎo)率。雖然ZT(823 K)與沒(méi)有銦的樣品在相同的范圍內(nèi),但在ZT值較高,因此TE轉(zhuǎn)換效率η至少高10%。將樣品在600℃退火三天,顯示出在結(jié)構(gòu)和熱電性能的微小變化,表明TE穩(wěn)定性。由于小顆粒均勻,同樣大小的顆粒和微晶,HB樣品表現(xiàn)出高功率因數(shù)(在730 K下為4.4 mW/mK-2)和非常低的熱導(dǎo)率,在823 K(ηmax=17.5%)下獲得重要的高值ZT=1.8。
【圖文導(dǎo)讀】
圖1a:(Sr,Ba,Yb,In)yCo4Sb12方鈷礦的分布密度與粒度關(guān)系,針對(duì)樣品In9.1和In9.1HB示例性示出。
圖1b:(Sr,Ba,Yb,In)yCo4Sb12方鈷礦的分布與粒度關(guān)系,針對(duì)樣品In9.1和In9.1HB示例性示出。