具有调幅分解的稀土化合物RTe-PbTe-(GeTe或PbS)赝三元系相关系及热电性能的研究

稀土化合物RTe-PbTe-M（R = 稀土元素，M = GeTe或PbS）等赝三元系中存在着调幅(Spinodal)分解区间，可能获得由高导电率、相当Seebeck系数的稀土掺杂IV-VI族半导体和低热导率的调幅分解纳米相组织构成的高性能纳米复合结构热电材料，是尚未系统研究的热电材料重要领域之一，本项目采用现代实验手段测定RTe-PbTe-M（R = Y、Gd或Ho；M = GeTe或PbS）的相关系、相结构和固溶度范围，在此基础上研究体系中具有调幅分解相关合金成分、物相组成、组织与热电性能的关系，优化和提高合金的热电性能，探索高性能纳米复合结构热电材料及制备工艺。

本项目在国家自然科学基金的资助下按计划进行，系统地研究了稀土Yb、Sm、Se、Bi、Mn及Sb等元素掺杂对具有调幅分解的PbTe-GeTe及PbTe-PbS等合金体系的相关系、固溶度、显微组织及热电性能的影响规律。提高了相关体系的热电性能，获得了Sm替代调幅分解合金(GeTe)0.85(Pb0.8Sm0.2Te)0.15最大热电优值ZT在723K时达到1.8，Se替代调幅分解合金Ge0.75Pb0.25Te0.5Se0.5最大热电优值ZT在673K时达到1.6，Yb替代调幅分解合金(GeTe)0.85(Pb0.9Yb0.1Te)0.15最大热电优值ZT在723K时达到1.4， Mn替代调幅分解合金(Ge0.8Pb0.2)Mn0.1Te0.5最大热电优值ZT在723K时达到1.3等系列研究成果。研究成果已在Acta Mater.、J. Alloy Compd.、Scri. Mater.、Intermetallics、J. Elec. Mater.等国际学术期刊发表学术论文26篇，会议论文19篇，培养硕士研究生10人，培养青年教师2人，为热电材料发展提供了可靠的科学依据。