机械合金化法制备Co掺杂β-FeSi_2及性能分析

摘要

用机械合金化法成功制备了配比为Fe1-xCoxSi2(x=0.04,0.05,0.06)的N型β-FeSi2基热电材料.研究结果表明:在球料质量比为80:1,球磨速度为400r/min的条件下,球磨20h的粉体发生完全合金化,生成β-FeSi2,α-Fe2Si5和ε-FeSi的合金相;经过1373K退火2h,再结合1073K退火2h的热处理后,可完全获得晶粒细小的N型块状β-FeSi2;随着测量温度的升高,Fe1-xCoxSi2试样的Seebeck系数α和电导率σ增大,热导率κ降低,无量纲热电优值ZT随温度升高而明显增大;随着掺杂量的增加,材料的电导率σ增大,热导率κ降低,σ/κ比值得到提高,但Seebeck系数α降低;当T=695K,掺杂量x=0.04时,Seebeck系数α的最大绝对值为227μV/K;具有最佳热电优值的材料为Fe0.95Co0.05Si2.