熵稳定 ZrHfCoNiSnSb 半 Heusler 合金在热电应用中的理论预测
材料科学
2025-04-23 v1
摘要
半 Heusler（HH）合金因其高Seebeck系数和优异的机械与热稳定性，成为高温热电材料的潜在选择。然而，其较高的晶格热导率对热电应用构成劣势。一种规避方法是通过混合两种以上合金的成分在晶格位点引入质量无序。此类系统通常通过混合熵来稳定。在本工作中，我们利用计算工具提出一种混合HH合金，即ZrHfCoNiSnSb，其元素组成来源于父合金ZrNiSn/HfNiSn和HfCoSb/ZrCoSb。我们认为，该新型化合物可在高温下合成，因为其配置熵更高，使其在此条件下的自由能降低，比父合金更具热力学稳定性。我们的计算表明，它是一种动态稳定的半导体，带隙为0.61 eV。其在室温的晶格热导率为，显著低于父合金。该合金n型载流子在1100 K时的热电性能系数（ZT）峰值达到1.00，这比父合金获得的最佳ZT值高出27%。
关键词
引用
@article{arxiv.2504.15731,
title = {Entropy Stabilized ZrHfCoNiSnSb Half-Heusler Alloy for Thermoelectric Applications: A Theoretical Prediction},
author = {Rajeev Ranjan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.15731},
year = {2025}
}