《表1 不同退火温度得到样品的室温载流子浓度、迁移率、洛伦兹常数及相对密度》
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《退火工艺对水热合成SnSe多晶材料热电性能的影响》
图4为不同退火温度样品垂直于压力方向的热学性能随温度变化的曲线。从图4(a)可以看出所有样品都具有较低的热导率,这是由于SnSe的Sn-Se化学键之间强烈的非简谐振动所引起的。在整个测试温区内样品的热导率随温度的升高而降低,这是因为随着温度升高,晶格振动变得剧烈导致声子散射逐渐增强,从而使热导率不断降低。一般来说,热电材料的热导率主要由载流子热导率和晶格热导率组成,根据Wiedemann-Franz定律κe=LσT(其中L为洛伦兹常数,σ为电导率,T为绝对温度)可以估算载流子热导率,通过拟合得到不同样品的洛伦兹常数如表1所示,再进一步通过公式κl=κ-κe就可以得到晶格热导率[23]。图4(b)为不同退火温度样品的晶格热导率随温度的变化关系,由于退火处理前后样品的载流子热导率都比较低,对总热导率的影响可忽略不计,因此所有样品的晶格热导率变化趋势都与总热导率相似,且在数值上也很接近。退火后样品的热导率与未退火样品相比无明显差异甚至略有降低,原因在于虽然退火之后晶格缺陷减少导致缺陷散射减小,但同时从图2(b)中可以观察到部分较细晶粒,这表明退火也可以使部分晶粒细化从而导致高致密晶界,使得晶界散射增强,这两种因素的综合作用使退火样品的热导率稍有降低,其中经650℃退火后样品的热导率在773 K时最低为0.448 W/(m·K)。
图表编号 | XD00110600400 严禁用于非法目的 |
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绘制时间 | 2019.10.01 |
作者 | 李培、范胜杰、王连军、江莞 |
绘制单位 | 东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室、东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室、东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室、东华大学先进玻璃制造技术教育部工程研究中心、东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室、东华大学先进玻璃制造技术教育部工程研究中心、东华大学功能材料研究所 |
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