通过冷烧结介导的纳米工程技术,提高了CuAgSe/Cu2Se复合材料的热电性能

《Scripta Materialia》:Enhanced thermoelectric performance in CuAgSe/Cu 2Se composite by cold sintering mediated nanoengineering

【字体: 时间:2025年08月07日 来源:Scripta Materialia 5.6

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  本研究采用维生素C作为瞬态液相,通过冷烧结法制备了CuAgSe/Cu2Se复合材料。相较于火花等离子体烧结,该方法降低了烧结温度至350°C,同时提高了热电性能。纳米片结构抑制了热导率,异质结界面增强了Seebeck系数,位错和内应力有效散射声子,实现700K下ZT值约1.5,400-700K平均ZT达0.94,展现出良好应用潜力。

  
吴世龙|丁琪|陈继虎|程志|王旭|司明明|范玉琪|江婉
中国华东大学材料科学与工程学院功能材料研究所先进纤维材料国家重点实验室,上海 201620

摘要

基于Cu2Se的热电材料在高温下具有显著的热电性能,但其较差的低温/中温性能以及耗能较高的制备过程限制了其工业应用。在本研究中,采用维生素C作为临时溶剂通过冷烧结工艺制备了CuAgSe/Cu2Se复合材料,该方法不仅将烧结温度降至350°C,而且其热电性能优于通过火花等离子烧结制备的材料。保留的CuAgSe纳米片显著降低了复合材料的导热性,并通过界面处的异质结效应提高了塞贝克系数。此外,冷烧结过程中产生的位错和内部应变也有效阻碍了声子的传输。结果表明,在700 K时热电势(ZT)值约为1.5,而在400 K至700 K范围内平均ZT值高达0.94,这表明冷烧结工艺在热电复合材料领域具有巨大潜力。

作者贡献声明

作者贡献

吴世龙:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿撰写,方法学研究,数据分析,数据管理。丁琪:撰写 – 审稿与编辑,方法学研究,资金申请,数据分析,数据管理。陈继虎:方法学研究,数据分析。程志:方法学研究,数据分析。王旭:方法学研究。司明明:撰写 – 审稿与编辑,验证,方法学研究。范玉琪:撰写 – 审稿与编辑。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究工作的财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了上海市自然科学基金(项目编号:24ZR1490100)和国家自然科学基金(项目编号:52550001)的支持。
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