Lu掺杂Bi_2Te_3基热电材料的制备及其热导率研究

Bi2Te3基材料是目前已知的室温附近性能最好的热电材料。但是其热电优值ZT仅趋近于1,对应热电转换效率不足10%,与实际应用的需求相差较远。本文以p型赝三元Bi2Te3基热电材料为研究对象,采用机械合金化方法制备Lu掺杂Bi2Te3基合金粉末,在不同热压温度下制得Bi2Te3基块体样品,意图通过掺杂稀土元素的方式来提高材料的热电性能。对合金化粉体样品进行了XRD物相表征,通过对比烧结前后合金化粉体的XRD衍射图谱,讨论样品的微观结构变化,并进一步验证采用机械合金化方法制备Lu掺杂Bi2Te3基热电材料的可行性。测量了合金化块体样品的导热系数,发现Lu元素掺杂使Bi2Te3基热电材料的导热系数显著降低,最低达到0.1938W/(m·K),有望通过降低导热系数的方式使Bi2Te3基材料的热电性能得到大幅度提高。