MA-SPS制备CoSb_,3_和RE_,x_Co_,4_Sb_,12_的热电性能及其(20)

第１章绪论

Ｂｉｌ＿ｘｓｂ。类系固溶体是一类六方结构的无限固溶体，由于其具有较大的Ｓｅｅｂｅｃｋ系数和较低的导热系数因而具有较大的ｚｒ值（室温下ＺＴ＜。Ｏ．８），过去几十年来也被广泛研究和应用。由于这类材料结构简单，每个晶胞内仅有６个原子，因此晶格声子热导率可调节范围较小，所以尽管Ｂｉｌ．。Ｓｂ。作为一种成熟的热电材料仍在应用，但近年来有关这种材料的研究已很少见。

（３）方钴矿（Ｓｋｕｔｔｅｒｕｄｉｔｅ）结构热电材料

方钻矿结构热电材料的通式为ＡＢ３，这类材料具有较大的Ｓｅｅｂｅｃｋ系数，晶体中每个Ｃ０４Ｓｂｌ２包含一个尺寸较大的笼形孔洞，可以通过填充其它元素来降低其热导率，而Ｃ０４Ｓｂｌ２刚性骨架为材料的高导电性提供了基础，在１．６节中将详细介绍此类材料的研究和发展状况。

（４）Ｚｎ４Ｓｂ３热电材料

虽然Ｚｚｌ４Ｓｂ３材料早已被作为热电材料进行了大量的研究，但Ｂ－ＺｍＳｂ３最近几年才被发现是具有很高热电性能的材料ｆ４３】。由于其Ｚｒ值可达１．３，因而有可能成为另外一类有前途的热电材料【４４““。Ｂ—Ｚｎ４Ｓｂ３具有复杂的菱形六面体结构。晶胞中有１２个ｚｎ原子，４个Ｓｂ原子具有确定的位置，另外六个位置ｚｎ原子出现的几率为１１％，ｓｂ原子如现的几率为８９％。因此，实际上这种材料的结构为每个单位晶胞含有２２个原子，其化学式可以写成Ｚｎ６Ｓｂｓ。

ｆ５）聚合物热电材料

由于聚合物半导体材料具有价格低廉、质量轻和具有柔韧性等优点，使其有可能成为另一大类有前途的热电材料‘４”。目前，新的掺杂方法与合成方法的出现，使得聚合物的电导率大大提高，逐步使其应用的可能性接近现实。聚乙炔（Ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ）具有高电导率（１０３的数量级），经计算认为这种材料的热电性能有可能达到ＺＴ＞Ｉ［４７ｑ０１。但聚乙炔在空气中极不稳定，难以进行实际应用。近来，ＭａｔｅｅｖａＮ等对空气中合成稳定的导电型聚苯胺（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）和聚吡咯ｆＰ０１ｙｐｙｒｏｌｅ）热电性能进行了研究，预言其热电性能也能达到Ｚｐｌ的水平忙”。

（６）金属硅化物［５２，５３１

金属硅化物是指元素周期表中过渡族元素与硅形成的化合物，如ＦｅＳｉ２，ＭｎＳｉ２，ＣｒＳｉ２等。由于这类材料的熔点很高，因此很适合应用在温差发电方面。对于上述几类硅化物，人们研究较多的是具有半导体特征的Ｂ—ＦｅＳｉ２，它具有高