放电等离子烧结制备的Bi_2Te_3/Sb_2Te_3复合材料的热电性能

【摘要】：研究了用低温湿化学法和水热法制备纳米级的 Bi_2Te_3和 Sb_2Te_3颗粒,并通过透射电镜观察其微观形貌, Bi_2Te_3粉末的微观形貌为直径在30～50nm 之间的片状小颗粒,而 Sb_2Te_3颗粒的微观形貌为薄带状,直径约为 70nm,长度则为从150～300nm 不等,并对其晶体的形核和长大机理进行了讨论。认为,纳米小颗粒状的 Bi_2Te_3 晶体可能是通过“表面形核和侧向生长”形成的产物,而薄带状的 Sb_2Te_3晶体可能是在 Te 块解体形成的条带状碎屑基础上形成的,用放电等离子烧结法(spark plasma sintering)制备不同比例的 Bi_2Te_3/Sb_2Te_3块状复合材料, 测量并比较了其热电性能。通过改变 Bi_2Te_3的量,可以提高复合材料的电性能,成分不同的层片间的散射,能更有效地降低块体材料的热导率。在500K 的温度下, Bi_2We_3和 Sb_2Te_3以摩尔比为1：1复合烧结的试样的热导率低达0．7W／(m·K)．进一步优化 Bi_2Te_3和 Sb_2Te_3的复合比例,其热电性能可能会有进一步的提高。