termoelektromos
Skutterudite
A (Co,Ni,Fe)(P,Sb,As)3 formájú kubikus skutterudit anyagok nagy elektronmozgékonyságuk és magas Seebeck-együtthatójuk miatt magas ZT-értékeket érhetnek el.
A töltetlen CoSb3-alapú skutteruditok hátránya, hogy eredendően large hővezető képességgel rendelkeznek, ami csökkenti a ZT-értéküket. Ezek az anyagok azonban olyan üregeket tartalmaznak, amelyekbe alacsony koordinációjú ionokat (általában ritkaföldfémeket) lehet beilleszteni. Ezek megváltoztatják a hővezető képességet azáltal, hogy a rácsfononok szóródásának forrásait hozzák létre, és a rács miatt csökkentik a hővezető képességet anélkül, hogy az Elektromos vezetőképesség (SBA)Az elektromos vezetőképesség egy olyan fizikai tulajdonság, amely az anyag azon képességét jelzi, hogy lehetővé teszi az elektromos töltés továbbítását.elektromos vezetőképesség csökkenne. Ezáltal ezek az anyagok úgy viselkednek, mint egy PGEC (fonon-üveg, elektronkristály). A javaslat szerint a ZT optimalizálása érdekében a hővezetésért felelős fononoknak úgy kell megtapasztalniuk az anyagot, mint egy üvegben (nagyfokú fononszórás - csökkenti a hővezető képességet), míg az elektronoknak kristályként kell megtapasztalniuk (nagyon kevés szórás - fenntartja az elektromos vezetőképességet).
La0.9CoFe3Sb12 rácsoshővezető képessége és érdektényezője
A La0.9CoFe3Sb12-ben a nanorészecskeréteg bevezetésének hatását a Hővezető képességA hővezető képesség (λ, mértékegysége W/(m-K)) az energia - hő formájában történő - szállítását írja le egy tömegtestben a hőmérséklet-gradiens hatására (lásd az 1. ábrát). A termodinamika második törvénye szerint a hő mindig az alacsonyabb hőmérséklet irányába áramlik.hővezető képesség csökkentése érdekében 550°C-ig vizsgálják. A hővezető képességet (l) a DSC 404 F1 Pegasus®® -ben előre meghatározott hőkapacitás (Fajlagos hőkapacitás (cp)A hőkapacitás egy anyagspecifikus fizikai mennyiség, amelyet a mintadarabba juttatott hőmennyiség és az ebből eredő hőmérséklet-emelkedés hányadosa határoz meg. A fajlagos hőkapacitás a minta egységnyi tömegére vonatkozik.cp) segítségével számoltuk ki. A rácsos hővezető képességet az elektromos Hővezető képességA hővezető képesség (λ, mértékegysége W/(m-K)) az energia - hő formájában történő - szállítását írja le egy tömegtestben a hőmérséklet-gradiens hatására (lásd az 1. ábrát). A termodinamika második törvénye szerint a hő mindig az alacsonyabb hőmérséklet irányába áramlik.hővezető képesség kiszámításával találtuk meg a Wiedemann-Franz összefüggés segítségével, és azt kivontuk az ltotalból.
A ZT 452°C-on mutatja a maximumát, és az 5 tömegszázalékos nanokompozit mutatja a legmagasabb ZT-t, közel 15%-os javulással a nanorészecskéket nem tartalmazó kontrollmintához képest (narancssárga pontok). Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a már optimalizált skutterudit rendszerekbe bevitt nanorészecskék tovább csökkenthetik a hővezető képességet, és így széles hőmérséklettartományban javíthatják a ZT-t.
