用于热电应用的放电等离子烧结Fe2VAl型Heusler合金的显微结构
材料科学
2023-07-12 v1
摘要
显微结构对热电性能的影响日益受到重视。因此，显微结构工程方法可被用来提升热电性能，特别是通过调控晶体缺陷及其结构与成分。本文聚焦于一种全Heusler Fe2VAl基化合物，其是最有前景的仅含地球丰富、无毒元素的热电材料之一。将Fe2VTa0.05Al0.95铸造合金在富氮气氛下雾化以诱导氮化物析出。采用先进扫描电子显微镜与原子探针层析（APT）对粉末及经放电等离子烧结随时间延长而致密化的材料进行纳米至微米尺度的显微结构研究。APT揭示了雾化过程中意外引入了额外杂质，即W和Mo。随后将显微结构与热电性能的局部和全局测量相关联。晶界处的偏析与析出在局部降低了电阻率，这由原位四点探针测量所证实。最终显微结构包含点缺陷、位错、晶界和析出物等层级结构缺陷，使热导率显著下降。综合而言，这些效应带来了可观的热电性能提升。
引用
@article{arxiv.2307.05051,
title = {Microstructure of a spark-plasma-sintered Fe2VAl-type Heusler alloy for thermoelectric application},
author = {Leonie Gomell and Imants Dirba and Hanna Bishara and Zhongji Sun and Łukasz. Żrodowski and Tomasz Choma and Bartosz Morończyk and Gerhard Dehm and Konstantin P. Skokov and Oliver Gutfleisch and B. Gault},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.05051},
year = {2023}
}