通过冷烧结工艺制备具有增强热电性能的CoSb3基方钴矿纳米复合材料
材料科学
2023-09-27 v1
摘要
我们在此首次展示使用冷烧结工艺（CSP）烧结CoSb3基热电材料。在150 {\deg}C、750 MPa单轴压力下CSP 90分钟得到的块体相对密度为86%，后在Ar气氛中高于500 {\deg}C的后退火处理使其提升至约92%。所报道的CSP制备出Te掺杂CoSb3纳米复合材料，其形貌与结构特征与空气中球磨获得的起始纳米粉末相似。后热处理诱导晶粒合并与长大、微晶尺寸增长以及纳米复合材料中的成分变化，使主相CoSb3量减少，次相CoSb2重量在600 {\deg}C时增加至高达30 wt%。值得注意的是，Co、Sb和Te吸收原子的平均价态既未被烧结过程也未被后续热处理改变。烧结热电纳米复合材料的功能响应显示，经CSP烧结并随后在500 {\deg}C后退火的纳米复合材料在室温下最大品质因数为0.12(3)。这主要归因于其相较于其他工艺烧结的类似粉末更低的热导率，并由形貌与结构性质所解释。这些发现为通过可扩展且低成本的路线获得高效热电方钴矿提供了一条诱人的替代途径。
引用
@article{arxiv.2309.14904,
title = {CoSb3-based skutterudite nanocomposites prepared by cold sintering process with enhanced thermoelectric properties},
author = {Aida Serrano and Olga Caballero-Calero and Cecilia Granados-Miralles and Giulio Gorni and Cristina V. Manzano and Marta Rull-Bravo and Alberto Moure and Marisol Martín-González and José F. Fernández},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.14904},
year = {2023}
}