Термоэлектрические материалы на основе твердых растворов с анионным замещением в тройной взаимной системе Pb,Bi||Se,Te

摘要

Проведены рентгенографические и металлографические исследования сплавов четверных твёрдых растворов с анионным замещением: PbBi_2(Te_(1-x)Se_x)_4, Pb_2Bi_6(Te_(1-x)Se_x)_(11), PbBi_4(Te_(1-x)Se_x)_7, PbBi_6(Te_(1-x)Se_x)_(10) (0 < х < 0,8), представляющих интерес для применения в качестве термоэлектрических материалов. Исследованы зависимости коэффициента термо-ЭДС, электропроводности и теплопроводности твердых растворов от степени анионного замещения и температуры, а также их микротвёрдость при комнатной температуре. Установлено, что в тройной взаимной системе Pb,Bi||Se,Te существуют широкие области твердых растворов тригональной симметрии на основе тетрадимитоподобных соединений гомологического ряда [PbTe]_m[Bi_2Te_3]_n. Это позволяет варьировать в широких пределах термоэлектрические свойства и установить закономерности "состав - структура - свойство". Построены зависимости указанных выше кинетических коэффициентов при температуре 300 К, а также и зависимости микротвердости от состава сплавов. Эти зависимости носят немонотонный характер. В районе составов, лежащих в интервале х - 0,3 - 0,4, наблюдается изменение характера концентрационных зависимостей. Исследование температурных зависимостей термоэлектрических свойств сплавов твердых растворов: PbBi_6(Te_(1-x)Se_x)_(10), Pb_2Bi_6(Te_(1-x)Se_x)_(11) с длиннопериодичными кристаллическими структурами показало, что они характеризуются низкими значениями решеточной теплопроводности (κ_(ph)), сопоставимыми с κ_(ph) аморфных тел.