SCMs|(Bi,Sb)2Te3/SiC纳米复合材料的热电性能增强：纳米SiC的尺寸和组分调控的影响

纳米复合是增强材料热电性能的有效手段，特别是纳米SiC粉末常被用来制备基于Bi₂Te₃的纳米复合材料，但是纳米粒子的尺寸对热电性能的影响并不清楚。近日，清华大学李敬锋教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，制备了一系列不同粒度的纳米SiC弥散于BiSbTe基体的复合材料，并系统研究了其热电性能，发现纳米粒子的尺寸对BiSbTe材料电学性能有显著影响。

小尺寸的纳米SiC复合会产生更高的电导率，纳米SiC的复合会增强材料的Seebeck系数，但这一增强与SiC的尺寸并无显著关联；另外，小尺寸的纳米SiC能够在一定程度上散射声子，而较大尺寸的纳米SiC却会使热导率增加，当纳米SiC尺寸为30 nm时，复合材料的ZT值达到了1.12，相比基体材料(ZT值为0.95)提高了18%。之后，通过优化基体组分、液相助烧以及优化烧结条件，材料的ZT值进一步提升到了1.33。

图1 BiSbTe材料中弥散分布小尺寸的纳米SiC后，热电性能的改变。

本文证明，在BiSbTe材料中弥散分布小尺寸的纳米SiC能更有效地增强热电性能。此外，组分调控以及处理工艺的优化对于高性能的(Bi,Sb)₂Te₃/SiC纳米复合材料的获得必不可少。

文章信息

Bowen Cai, Jun Pei, Jinfeng Dong, et al. (Bi,Sb)₂Te₃/SiC nanocomposites with enhanced thermoelectric performance: Effect of SiC nanoparticle size and compositional modulation. SCIENCE CHINA Materials, 2021, 10.1007/s40843-021-1647-0

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