由界面工程制备高性能纳米复合Skutterudite热电材料及性能研究

由于日益严重的能源危机和环境污染，能够直接实现热能和电能之间能量转换的热电材料成为了材料学的研究热点之一。Skutterudite材料具有非常优异的电性能，如果通过引入纳米结构使晶格热导率降低，而同时保持较高的载流子迁移率，则非常有希望取得接近2的热电优值。本研究提出利用界面工程，采用微波辅助湿化学法在Skutterudite基体材料颗粒表面直接生长异质纳米相，制备出纳米复合Skutterudite材料。研究微波辅助湿化学法工艺参数对纳米相形态、尺度的影响，研究纳米相成分和尺度对复合材料电传输性能的影响，通过调节基体和纳米相的尺度及基体与纳米相的成分，系统研究界面密度、异质相间声学错配度及纳米相特征尺度对复合材料热传导性能的影响，并建立初步的纳米复合材料热传导理论模型，通过降低热导率同时保持较高载流子迁移率，最终获得ZT≈2的热电优值。