Установлены особенности термоэлектрических свойств и микроструктуры композитов с матрицей на основе Bi2Te2,7Se0,3 и наполнителем из Fe. Состав с массовым содержанием наполнителя 0,3 % Fe имеет более высокую добротность ZT по сравнению с матрицей Bi2Te2,7Se0,3. Для этого состава максимальное значение ZT достигает ~0,75, тогда как для Bi2Te2,7Se0,3 ZT не превышает ~0,63. Таким образом, в композите системы Bi2Te2,7Se0,3+Fe
термоэлектрическая добротность может быть увеличена примерно на 20 %.
Алексей Евгеньевич Васильев – канд. физ.-мат. наук, младший научный 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.
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 – научный 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.
Марина Валерьевна Жежу – инженер лаборатории термоэлектрических материалов и структур НИУ «БелГУ», Белгород, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
1. Ivanov O., Yaprintsev M., Vasil’ev A., et al. Features of microstructure and thermoelectric properties of the cermet composites based on grained Bi2Te3 matrix with locally-gradient Ni@NiTe2 inclusions // Chin. J. Phys. 2022. V. 77. P. 24 – 35.
2. Zhezhu M., Vasil'ev A., Yaprintsev M., et al. Effect of spark plasma sintering temperature on microstructure and thermoelectric properties of the cermet composites consisting of Bi2Te2.1Se0.9 matrix and Co@CoTe2 inclusions // J. Sol. St. Chem. 2022. V. 305. P. 122696: 1 – 9.
3. 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.]
4. Goldsmid H. J. Bismuth telluride and its alloys as materials for thermoelectric generation // Mater. 2014. V. 7. P. 2577 – 2592.
5. Bhame S. D., Pravarthana D., Prellier W., Noudem J. G. Enhanced thermoelectric performance in spark plasma textured bulk n-type Bi2Te2.7Se0.3 and p-type Bi0.5Sb1.5Te3 // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 102. P. 2190:1 – 3.
6. Fan X. A., Yang J. Y., Chen R. G., et al. Characterization and thermoelectric properties of p-type 25 % Bi2Te3 – 75 % Sb2Te3 prepared via mechanical alloying and plasma activated sintering // J. Phys. D. Appl. Phys. 2006. V. 39. P. 740 – 745.
7. Jiang J., Chen L., Bai S., et al. Fabrication and thermoelectric performance of textured n-type Bi2(Te,Se)3 by spark plasma sintering // Mater. Sci. & Engin. B. 2005. V. 117. P. 334 – 338.
8. Lognon Q., Gascoin F., Lebedev O. I., et al. Quantitative texture analysis of spark plasma textured n-Bi2Te3 // J. Am. Ceram. Soc. 2014. V. 97. P. 2038 – 2045.
9. Fabijanic T. A., Takovlijvic S., Franz M., Jeren I. Influence of grain growth inhibitors and powder size on the properties of ultrafine and nanostructured cemented carbides sintered in hydrogen // Metals. 2016. V. 6. P. 198 – 204.
10. Eglite L., Antonova M., Birks E., et al. Grain growth in Na0.5Bi0.5TiO3-based solid solutions // Integrated Ferroelectrics. 2019. V. 196. P. 112 – 119.
11. Wang L., Pouchly V., Maca K., et al. Intensive particle rearrangement in the early stage of spark plasma sintering process // J. Asian Ceram. Soc. 2015. V. 3. P. 183 – 187.
12. Alvarez-Clemares I., Mata-Osoro G., Fernandez A., et al. Transparent alumina/ceria nanocomposites by spark plasma sintering // Adv. Eng. Mater. 2010. V. 12. P. 1154 – 1160.
13. Liu Y., Zhang Y., Lim K. H., et al. High thermo-electric performance in crystallographically textured n?type Bi2Te3?xSex produced from asymmetric colloidal nanocrystals // ACS Nano. 2018. V. 12. P. 7174 – 7184.
14. Ji X. H., Zhao X. B., Zhang Y. H. Synthesis and properties of rare earth containing Bi2Te3 based thermoelectric alloys // J. Alloys Compd. 2005. V. 387. P. 282 – 286.
15. 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. 23. P. 408 – 412.
16. Wu F., Song H. Z., Jia J. F. Thermoelectric properties of Ce?doped n?type CexBi2???xTe2.7Se0.3 nanocomposites // Phys. Stat. Sol. A. 2013. V. 210. P. 1183 – 1189.
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
500 руб
DOI: 10.14489/glc.2023.06.pp.060-068
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
