Mg-Si-Sn-Bi材料退火过程中微结构演变与热电性能

摘要

利用单质粉末冷压成型及高真空500℃-2 h烧结制备了Mg-Si-Sn-Bi材料,随后对制备材料在真空下600℃退火处理,并对制备材料的组成和热电性能进行研究。结果表明,500℃烧结材料仅仅由Mg_2Sn和Mg_2Si两相混合物构成。材料600℃退火,部分化合物分解,Sn和Si首先以单质形式存在;随后Si融入剩余的Mg_2Sn结构中,形成Mg_2(Sn,Si)固溶体;Sn以金属纳米尺寸状态存在;分解的Mg与真空石英玻璃管内残留的氧反应生成MgO相。而且,退火时间延长,Mg_2(Sn,Si)固溶体和纳米尺寸的金属Sn含量增多。材料中Mg_2(Sn,Si)固溶体含量越多,Seebeck系数绝对值越大;材料中纳米尺寸的金属Sn含量越多,电阻率越小。含有纳米尺寸金属Sn的Mg-Si-Sn-Bi材料因Seebeck系数绝对值大和电阻率小,具有较大的功率因子。