微波热压优化分层微观结构Bi_xSb_2-xTe₃合金的热电性能

刘培海^1,2，冯波^1,2，胡晓明^1,2，李如松^1,2，张阳琳^1,2，樊希安^1,2

1. 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室2. 武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室

摘 要：通过机械合金化结合微波活化热压新技术（MAHP）制备分层结构的p型Bi_xSb_2-xTe₃（x=0.30,0.35和0.40,质量分数）合金,研究Bi含量对Bi_xSb_2-xTe₃合金组织与热电性能的影响。结果表明,合金中存在不规则纳米颗粒,为原位纳米结构,是由微波电弧效应引起的。随Bi含量增加,载流子浓度明显降低,使得电阻率和塞贝克系数增加。同时,由于不规则纳米颗粒减少,合金的晶格热导率增加。Bi0.3Sb1.7Te3具有最大功率因子3.81 mW/（m×K²）和最小晶格热导率0.33 W/（m×K）,从而在70℃时获得最大的无量纲热电优值1.23。本研究引入的MAHP技术具有明显提升Bi_xSb_2-xTe₃合金热电性能的效果。

关键词：微波热压;微波电弧效应;Bi_xSb_2-xTe₃合金;分层微观结构;热电性能;