Целью настоящей работы было изучение возможности улучшения термоэлектрических свойств металлокерамического композита Bi2Te3 + 0,5 ат. % Gd. Установлено, что в результате искрового плазменного спекания исходных порошков Bi2Te3 и Gd действительно формируется микроструктура композита, представленная включениями Ni, случайным образом распределенными внутри поликристаллической матрицы Bi2Te3. Удельное электрическое сопротивление повышается, а полная теплопроводность Bi2Te3 снижается при добавлении наполнителя Ni.
Максимальная термоэлектрическая добротность композита (~ 0,63) оказывается несколько выше, чем у материала матрицы (~ 0,58).
Олег Николаевич Иванов – д-р физ.-мат. наук, научный руководитель лаборатории перспективных материалов альтернативной энергетики, Белгородский государственный технологический университет им. Б. Г. Шухова (БГТУ им. В. Г. Шухова), Белгород, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Максим Николаевич Япрынцев – канд. физ.-мат. наук, науч. сотрудник ЦКП «Технологии и материалы НИУ «БелГУ», ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», НИУ «БелГУ», Белгород, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Алексей Евгеньевич Васильев – канд. физ.-мат. наук, мл. науч. сотрудник лаборатории перспективных материалов альтернативной энергетики, Белгородский государственный технологический университет им. Б. Г. Шухова (БГТУ им. В. Г. Шухова), Белгород, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Марина Валерьевна Жежу – аспирант 4 года обучения, ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», НИУ «БелГУ», Белгород, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Владимир Васильевич Ховайло – д-р физ.-мат. наук, ведущий науч. сотрудник, Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (НИТУ «МИСиС»), Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
1. Курганова Ю. А., Колмаков А. Г. Конструкци-онные металломатричные композиционные материалы. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015. 141 c.
2. Mukbaniani O. V., Balkose D., Susanto H., Haghi A. K. Composite materials for industry, electronics, and the environment: research and applications. Apple Academic Press, 2020. 414 p.
3. Chen A. X., Yang C., Wang R. H., et al. Effect of raw materials on properties of coated Al2O3–Al cermet materials via vacuum sintering method // Key Engin. Mater. 2020. V. 858. P. 53 – 58.
4. Zhao W., Liu Z., Wei P., et al. Magnetoelectric interaction and transport behaviours in magnetic nanocomposite thermoelectric materials // Nat. Nanotechnol. 2017. V. 12. P. 55 – 60.
5. Zhao W., Liu Z., Sun Z., et al. Superparamagnetic enhancement of thermoelectric performance // Nature. 2017. V. 13. P. 247 – 251.
6. Lu R., Lopez J. S., Liu Y., et al. Coherent magnetic nanoinclusions induce charge localization in half-Heusler alloys leading to high Tc ferromagnetism and enhanced thermoelectric performance // J. Mater. Chem. A. 2019. V. 7. P. 1095 – 11103.
7. Yaprintsev M., Vasil’ev A., Ivanov O. et al. Enhanced thermoelectric efficiency of the bulk composites consisting of “Bi2Te3 matrix” and “filler Ni@NiTe2 inclusions” // Sci. Mater. 2021. V. 194. P. 113710 – 113713.
8. Yaprintsev M., Vasil’ev A., Ivanov O., et al. Forming the locally-gradient Ni@NiTe2 domains from initial Ni inclusions embedded into thermoelectric Bi2Te3 matrix // Mater. Lett. 2021. V. 290. P. 129451 – 129454.
9. Иванов О. Н., Япрынцев М. Н., Васильев А. Е., и др. Особенности микроструктуры металлокерамического композита на основе матрицы из термоэлектрического теллурида висмута и ферромагнитного наполнителя // Стекло и керамика. 2021. № 11. С. 23 – 29. [Ivanov O. N., Yapryntsev M. N., Vasil’ev A. E., et al. Microstructure Features of Metal-Matrix Composites Based on Thermoelectric Bismuth Telluride Matrix and Ferromagnetic Filler // Glass Ceram. 2021. V. 78, No. 11-12. P. 442 – 447.]
10. Goldsmid H. J. Bismuth telluride and its alloys as materials for thermoelectric generation // Mater. 2014. V. 7. P. 2577 – 2592.
11. Yang J., Wu F., Zhu Z., et al. Thermoelectrical properties of lutetium-doped Bi2Te3 bulk samples prepared from flower-like nanopowders // J. Alloys Compd. 2015. V. 619. P. 401 – 405.
12. Ji X. H., Zhao X. B., Zhang Y. H., et al. Synthesis and properties of rare earth containing Bi2Te3 based thermoelectric alloys // J. Alloys Compd. 2000. V. 387. P. 282 – 286.
13. Wu F., Song H., Jia J., Hu X. Effects of Ce, Y, and Sm doping on the thermoelectric properties of Bi2Te3 alloy // Prog. Nat. Sci. Mater. Int. 2013. V. 2. P. 408 – 412.
14. Wu F., Shi W., Hu X. Preparation and thermoelectric properties of flower-like nanoparticles of Ce-Doped Bi2Te3 // Electron. Mater. Lett. 2015. V. 11. P. 127 – 132.
15. Goldsmid H. J., Sharp J. W. Estimation of the thermal band gap of a semiconductor from Seebeck measurements // J. Electron. Mater. 1999. V. 28. P. 869 – 872.
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
500 руб
DOI: 10.14489/glc.2022.05.pp.031-037
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
