得益于超高压引进陶瓷热电功能达已知最高

  长春理工大学资料科学与工程学院副教授郭鑫课题组发现得益于超高压引进的细密位错，BiCuSeO基陶瓷的热电功能（zT）到达创纪录的1.69，成为现在已报导的氧化物资猜中最高的热电功能。日前，相关效果宣布在《先进动力资料》。

  陶瓷氧化物作为中高温区热电资料在温差发电范畴具有极端严重的使用价值，其间BiCuSeO基陶瓷因为一起的层状结构特征表现出较低的热导率，被认为是一种潜在的高功能热电资料。经过引进细密位错大幅度下降晶格热导率，完成热电功能的明显进步，已经在许多传统合金或金属间热电资猜中得到证明。但是，因为陶瓷氧化物中较强的共价键和离子键，比较于传统合金热电资料，经过惯例办法在陶瓷氧化物中引进高密度位错依然面临着巨大的应战。

  该研讨根据超高压在物理水平上对微观结构调控的优势，在研讨BiCuSeO基陶瓷的结构及热电功能的过程中，引进了压力维度进行缺点结构及功能的研讨。因为BiCuSeO基陶瓷制备过程中超高压力（~GPa）的引进，在陶瓷氧化物的微结构中完成了高密度位错（~9.1×1016m-2）的打破，提醒了超高压力下位错的成核和增殖机制。因为高细密位错的发生，BiCuSeO基陶瓷获得了极低的晶格热导率（0.13 Wm-1K-1）。一起，经过Debye-Callaway模型很好地拟合了试验值，然后佐证了高密度位错的构成及其对晶格热导率的下降效果。得益于超高压引进的细密位错，BiCuSeO基陶瓷的热电功能（zT）到达创纪录的1.69，成为现在已报导的氧化物资猜中最高的热电功能。使用最优样品的热电功能模拟了单臂热电模块在不同温差的能量转化功率，成果显现温差在500K时最高转化功率可达12%，高于已报导单臂热电模块的理论和试验值。

  该研讨证明，超高压技能是一种有用引进高密度位错的物理手法，经过热力学的另一个维度（压力）克服了传统办法对陶瓷中位错调控的困难，为包含热电资料在内的功能性资料的功能优化供给了新策略。

  据悉，长春理工大学资料科学与工程学院硕士研讨生音展翔、张鹤为一起榜首作者，郭鑫为论文通讯作者。