1、溫差電材料是一種在固體狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)熱能與電能相互轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體功能材料，在工業(yè)余熱回收利用方面具有重要應(yīng)用價(jià)值。中溫溫差電材料是很多工業(yè)余熱回收利用的理想材料選擇，成為近年研究的熱點(diǎn)。本文以P型GeTe和PbTe為研究對(duì)象，通過(guò)多元合金固溶、高效摻雜、納米復(fù)合等技術(shù)手段，采用熱壓和放電等離子體燒結(jié)（SPS）研制出了高性能中溫碲化物溫差電材料。對(duì)制備的材料樣品進(jìn)行XRD、SEM、EDS等物相結(jié)構(gòu)分析以及熱電性能、力學(xué)強(qiáng)度及抗高溫蠕變性能測(cè)試，

2、系統(tǒng)研究了成分、摻雜以及制備工藝對(duì)材料性能的影響機(jī)理。
　　在GeTe材料中引入MnTe-SnTe形成贗三元(GeTe)x(Mn0.6Sn0.4Te)1-x固溶體合金，通過(guò)調(diào)節(jié)固溶體比例，優(yōu)化材料性能及相變溫度。x為0.85的材料樣品在720-750K溫度范圍具有最大ZT值1.57。用原子半徑較大的Mn和Sn替代Ge，有效降低了材料的晶格畸變，提高其機(jī)械強(qiáng)度。在贗三元GeTe基溫差電材料中添加Nb作為金屬?gòu)浬⑾?，可有效控制位錯(cuò)攀移

3、速度及晶界滑移，顯著增強(qiáng)材料的抗高溫蠕變能力。Nb的添加量為3wt％的GeTe基材料在600℃、負(fù)荷100N條件下保持100h后，尺寸變形不超過(guò)0.4%。
　　對(duì)(GeTe)0.85(Mn0.6Sn0.4Te)0.15進(jìn)行納米電中性 Bi2Te3摻雜，納米粒子對(duì)降低材料晶格熱導(dǎo)率的作用明顯。摻雜比例為0.03wt%的材料樣品在700K附近的ZT值達(dá)到1.54。燒結(jié)過(guò)程中，部分納米粒子團(tuán)聚及長(zhǎng)大，很可能影響了對(duì)GeTe基材料的性能優(yōu)

4、化程度，導(dǎo)致?lián)诫s后的樣品較摻雜前無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。摻雜電中性Bi2Te3后的贗三元GeTe基材料材料的相變溫度明顯降低。x為0.015的材料樣品的相變溫度最低，為519K。
　　以均質(zhì)Pb0.5Sn0.5Te+0.25wt%Te為基體，采用SPS方法制備了不同添加比例的同質(zhì)和異質(zhì)納米復(fù)合PbTe基材料。適宜的燒結(jié)溫度以及納米復(fù)合引起的載流子濃度優(yōu)化和晶格熱導(dǎo)率降低是材料獲得高ZT值的主要原因。納米相作為第二相，有效改善了材料的機(jī)械強(qiáng)度。

5、納米相的添加比例并非越大越好，同質(zhì)或是異質(zhì)納米復(fù)合PbTe材料均在納米相添加量為0.3wt%時(shí)具有最大ZT值分別為1.31和1.05，較未復(fù)合均質(zhì)PbTe材料的最大ZT值0.84有較大程度的提升。
　　摻雜Ag的贗二元Pb1-xSnxTe+yat%Ag材料的研究表明，在未摻雜條件下，隨著第二相化合物的比例增加，固溶合金中將會(huì)引進(jìn)大量空穴，同時(shí)材料晶格內(nèi)的合金散射作用也將增強(qiáng)，x為0.25的材料樣品獲得了最大 ZT值為1.08。Ag

6、的摻雜使合金中載流子濃度迅速增大，電導(dǎo)率顯著提高。但當(dāng)摻雜量增加到0.02at%時(shí)，由于合金內(nèi)部空穴濃度漸趨飽和，本征激發(fā)難以產(chǎn)生，Ag的摻雜作用將會(huì)消失，電導(dǎo)率不再隨Ag含量的增加而增大。當(dāng)y為0.01時(shí)，Pb0.75Sn0.25Te材料在650K獲得最大ZT值為1.43。確定較適宜的熱處理工藝可以優(yōu)化材料綜合熱電性能。將配比為Pb0.75Sn0.25Te+0.01at%Ag的材料樣品在500℃進(jìn)行保溫20小時(shí)熱出路，材料的最大ZT值