термоэлектрический
Скутерудит
Кубические материалы типа скуттерудита (Co,Ni,Fe)(P,Sb,As)3 обладают потенциалом для получения высоких значений ZT благодаря высокой подвижности электронов и высокому коэффициенту Зеебека.
Недостатком ненаполненных скуттерудитов на основе CoSb3 является их собственная теплопроводность large, что снижает их значение ZT. Однако эти материалы содержат пустоты, в которые могут быть вставлены низкокоординационные ионы (обычно редкоземельных элементов). Они изменяют теплопроводность, создавая источники рассеяния фононов решетки, и снижают теплопроводность за счет решетки без снижения электропроводности. Благодаря этому материалы ведут себя как PGEC (фонон-стекло, электронный кристалл). Предполагается, что для оптимизации ZT фононы, отвечающие за теплопроводность, должны воспринимать материал как стекло (высокая степень рассеяния фононов - снижение теплопроводности), а электроны - как кристалл (очень малое рассеяние - сохранение электропроводности).
Решеточнаятеплопроводность и фигура достоинства La0.9CoFe3Sb12
Эффект введения слоя наночастиц в La0.9CoFe3Sb12 с целью снижения теплопроводности исследован до 550°C. Теплопроводность (l) рассчитывалась с использованием теплоемкости (Удельная теплоемкость (cp)Теплоемкость - это специфическая для каждого материала физическая величина, определяемая количеством тепла, подведенного к образцу, деленным на полученное повышение температуры. Удельная теплоемкость относится к единице массы образца.cp), определенной в DSC 404 F1 Pegasus®®. Решетчатая теплопроводность была найдена путем расчета электрической теплопроводности по соотношению Видеманна-Франца и вычитания ее из ltotal.
При температуре 452°C ZT достигает своего максимума, а нанокомпозит с содержанием наночастиц 5 масс.% демонстрирует самую высокую ZT с улучшением почти на 15 % по сравнению с контрольным образцом, не содержащим наночастиц (оранжевый dots). Эти результаты показывают, что введение наночастиц в уже оптимизированные системы скуттерудита может дополнительно снизить теплопроводность и, следовательно, улучшить ZT в широком диапазоне температур.
