高温度梯度定向凝固单相Mg₂Sn合金的制备及其热电性能

来源期刊：稀有金属材料与工程2020年第7期

论文作者：李鑫 谢辉 张亚龙 魏鑫

文章页码：2436 - 2443

关键词：晶体生长;高温度梯度定向凝固;热电性能;Mg₂Sn;

摘    要：高温度梯度（180K/cm）定向凝固方法可制备单相Mg₂Sn晶体,通过凝固理论对平-胞转换临界速率进行了计算,并预测了单相Mg₂Sn晶体的生长距离,与试验结果相吻合。此方法获得的Mg₂Sn晶体由于去除了第二相Sn的影响,可以获得更好的热电性能,在测试温度区间300～700K内,未掺杂条件下最大Seebeck系数和电导率值分别可达-261μV·K^-1和525?-1·m^-1,通过Bi掺杂来对电导率进行优化后,功率因子最高可达2.29 mW·（m·K²）^-1。单相Mg₂Sn晶体的热导率也得到大幅降低,500 K时,最小值为4.3 W·（m·K）^-1,Bi掺杂量为1.5%（原子分数）时,热电优值ZT最高可达到0.21。这一方法可以为制备高性能的Mg₂B^IV体系三元固溶体合金提供参考。