高锰硅热电材料的微观结构及电热疏运性能

摘要

采用熔炼、退火与SPS(spark plasma sintering)相结合的方式制备名义成分为MnSix( x=1.60、1.65、1.68、1.73、1.81、1.85 )的高锰硅(Higher Manganese Silicide)多晶块体试样。经物相分析表明，随着Si含量x的增加，HMS(Mn15Si26)相衍射峰强度呈先增强再减弱的变化趋势。当x≤1.73时，样品由主相HMS和少量MnSi相组成，当x＞1.73时，样品由HMS相和少量Si相组成。MnSi相和Si相强烈影响样品的热电性能。随着Si含量x的增大，电导率呈递减的趋势，尤其当x≤1.68时，由于试样中金属相MnSi的存在，导致其电导率显著高于x≥1.73的样品。试样的塞贝克系数随x的增加呈递增的趋势，热导率呈现出先降低后增大的特点，并且各试样的热导率在较低温度下基本恒定，而当温度高于450℃时，由于电子热导率的贡献，导致热导率急剧升高。名义成分为MnSi1.68的试样由于具有最高的功率因子和较低的热导率，从而具有最高的热电优值，在400℃时达到0.36。