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快速凝固法制备ZrNiSn基Half-Heusler热电材料的微结构

蔚翠 , 朱铁军 , 肖凯 , 金吉 , 沈俊杰 , 杨胜辉 , 赵新兵

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00569

通过悬浮熔炼的方法制备了half-Heusler热电材料Zr(Hf)NiSn(Sb)合金, 并进一步通过快速凝固来细化晶粒, 通过放电等离子烧结制备块材并测试其热电性能. X射线衍射分析表明获得了单相Half-Heusler化合物. 扫描电子显微观察发现, 快速凝固后的样品晶粒尺寸在500nm左右, 放电等离子烧结后晶粒尺寸并未明显长大. 同时观察到在晶粒的表面还分布了很多几十纳米尺寸的小晶粒. 快速凝固的样品与熔炼样品相比具有较高的电导率及载流子浓度, 据此推断在快速凝固过程中产生的纳米晶粒应为金属相. 快速凝固后的样品晶界散射增多, 因而具有较低的晶格热导率.

关键词: ZrNiSn , rapid solidification , grain sizes , microstructure

快速凝固法制备ZrNiSn基Half-Heusler热电材料的微结构

蔚翠 , 朱铁军 , 肖凯 , 金吉 , 沈俊杰 , 杨胜辉 , 赵新兵

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00569

通过悬浮熔炼的方法制备了half-Heusler热电材料Zr(Hf)NiSn(Sb)合金,并进一步通过快速凝固来细化品粒,通过放电等离子烧结制备块材并测试其热电性能.X射线衍射分析表明获得了单相Half-Heusler化合物.扫描电子显微观察发现,快速凝固后的样品晶粒尺寸在500nm左右,放电等离子烧结后晶粒尺寸并未明显长大.同时观察到在晶粒的表面还分布了很多几十纳米尺寸的小晶粒.快速凝固的样品与熔炼样品相比具有较高的电导率及载流子浓度,据此推断在快速凝固过程中产生的纳米晶粒应为金属相.快速凝固后的样品晶界散射增多,因而具有较低的晶格热导率.

关键词: ZrNiSn , 快速凝固 , 晶粒尺寸 , 微结构

一种新型的热轧棒线材强力穿水冷却装置

任吉堂 , 徐树成 , 陈连生 , 杨占明 , 沈俊杰 , 张树星

钢铁

一种新型的棒线材在线控制冷却用的强力穿水冷却装置,采用无净化处理的轧机循环冷却水作为冷却介质.介绍了强力水冷装置的组成,防堵塞的原因是由于冷却剂在圆弧形沟槽内流动.分析了喷嘴内流体流动阻力以及冷却水中的悬浮颗粒对炽热棒线材表面由于膜态沸腾而产生的蒸汽套的破坏机理.

关键词: 水冷装置 , 喷嘴 , 冷却管 , 悬浮颗粒 , 汽套

Ag2Te掺杂对p型Bi0.5Sb1.5Te3块状合金热电性能的影响

沈俊杰 , 朱铁军 , 蔚翠 , 杨胜辉 , 赵新兵

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00583

采用真空熔炼、机械球磨及放电等离子烧结技术 (SPS) 制备得到了(Ag2Te)x(Bi0.5Sb1.5Te3)1-x (x= 0, 0.025, 0.05, 0.1) 系列样品, 性能测试表明, Ag2Te的掺入可以显著改变材料的热电性能变化趋势, 掺杂样品在温度为450~550 K范围内具有较未掺杂样品更优的热电性能. 适当量的Ag2Te掺入能够有效地提高材料的声子散射, 降低材料的热导率. 在测试温度范围内, (Ag2Te)0.05(Bi0.5Sb1.5Te3)0.95具有最低的晶格热导, 室温至575 K范围内保持在0.2 ~ 0.3 W/(m·K)之间, 在575 K时, (Ag2Te)0.05(Bi0.5Sb1.5Te3)0.95试样具有最大热电优值ZT = 0.84, 相较于未掺杂样品提高了约20%.

关键词: 铋锑碲合金 , lattice thermal conductivity , thermoelectric materials

Sn掺杂Bi-Sr-Co-O层状氧化物的热电性能

刘鑫鑫 , 沈俊杰 , 朱铁军 , 杨胜辉 , 赵新兵

功能材料

采用固相烧结法制备了掺Sn的层状热电氧化物Bi2-y SnySr2Co2O9-δ(y=0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10).XRD结果表明Bi-Sr-Co-O氧化物样品存在一定程度的织构.Seebeck系数为正,说明该氧化物为p型半导体.掺Sn后电导率和热导率均增大.对于Seebeck系数和功率因子,存在着掺Sn量的最优值,即Bi1.96 Sn0.04Sr2CO2O9-δ.掺Sn样品的最高ZT值比未掺Sn样品提高了约2倍.

关键词: 热电材料 , 钴基层状氧化物 , 锡掺杂

Ag2Te掺杂对p型Bi0.5Sb1.5Te3块状合金热电性能的影响

沈俊杰 , 朱铁军 , 蔚翠 , 杨胜辉 , 赵新兵

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00583

采用真空熔炼、机械球磨及放电等离子烧结技术(SPS)制备得到T(Ag2Te)x(Bi0.5Sb1.5Te3)1-x(x=0,0.025,0.05,0.1)系列样品,性能测试表明,Ag2Te的掺入可以显著改变材料的热电性能变化趋势,掺杂样品在温度为450~550 K范围内具有较未掺杂样品更优的热电性能.适当量的Ag2Te掺入能够有效地提高材料的声子散射,降低材料的热导率.在测试温度范围内,(Ag2re)0.05(Bi0.5Sb1.5Te3)0.95具有最低的晶格热导,室温至575 K范围内保持在0.2~0.3 W/(m·K)之间,在575 K时,(Ag2Te)0.05(Bi0.5Sb1.5Te3)0.95试样具有最大热电优值ZT=0.84,相较于未掺杂样品提高了约20%.

关键词: 铋锑碲合金 , 晶格热导率 , 热电材料

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