AgPbmSbTem+2类热电材料的高压制备及输运性能研究

热电材料是一种通过固体内部载流子输运实现热能和电能直接转换的功能材料，在能源、环境、国防等关键领域具有重要应用。提高热电材料的转换效率是目前热电材料研究的关键。多元金属碲化物AgPbmSbTem+2是目前研究较多且热电性能最好的块体热电材料，本项目将采用具有独特优势的高压合成技术，对AgPbmSbTem+2类热电材料进行高温高压制备及高压烧结纳米块体材料的研究。揭示高压条件下制备材料的晶体结构、电子结构、微观组织（致密度、晶粒尺寸、晶界、相分布等）、掺杂元素及掺杂方式等对AgPbmSbTem+2电声输运特性的影响机制和规律，以及高压制备材料过程中引入的新物理现象和规律。最终借助高压合成方法，通过对AgPbmSbTem+2类热电材料电声输运性能的综合优化，获得高热电性能的材料，实现其热电性能的突破。

热电材料是一种能够将热能和电能进行直接转换的功能材料，在能源及环境等关键领域具有重要应用。提高热电转换效率是目前热电材料研究的关键。AgPbmSbTem+2是目前研究较多且热电性能最好的块体热电材料之一，本课题采用具有独特优势的高压合成技术，对AgPbmSbTem+2类热电材料进行高温高压制备及纳米粉末材料的合成研究。系统考察了制备工艺、掺杂对AgPbmSbTem+2类热电材料微结构及热电输运性能的影响规律，以及高压制备材料过程中引入的新物理现象和规律。研究结果表明：高温高压方法能够快速制备出单相的AgPbmSbTem+2（m=10~18）类热电材料；通过改变合成压力能够有效的调制其热电输运性能；在4.0 GPa的高压条件下AgPbmSbTem+2（m=10，14，18）材料发生了金属化的转变；高压条件下掺杂少量Se能够进一步优化AgPb18SbTe20的电学性能，并有效的降低其热导率；利用水热合成技术成功制备出晶粒约为300nm，并含有特征尺寸为5nm第二相的AgPb18SbSe20材料，高压能够实现纳米粉体的快速致密化。在本课题的资助下，共发表学术论文22篇，其中SCI收录13篇，接收待发表论文3篇。