严　潇，袁　波

(1.休士顿大学物理系，德州超导中心，美国 德克萨斯 77204；2.西华大学先进材料及能源研究中心,四川 成都 610039)



Half-Heusler热电材料的研究进展

严潇1，袁波2

(1.休士顿大学物理系，德州超导中心，美国 德克萨斯 77204；2.西华大学先进材料及能源研究中心,四川 成都 610039)

摘要：Half-Heuslers热电材料由于热稳定性好、机械强度高，已成为中高温废热回收领域具有潜力的候选材料。在该材料体系中，p型和n型half-Heuslers 的ZT值在最近几年得到逐步改善，其最高值已超过1.0。本文综述half-Heuslers体系的最新研究进展，包括纳米复合技术的应用、利用原子质量和尺寸差异增强合金散射、三元合金和新half-Heusler材料等，指出尽管half-Heusler的ZT值已经超过了1.0，但其成本仍然较高，如何降低half-Heusler材料的生产成本及优化新型half-Heusler材料将是未来的研究重点。目前，half-Heuslers 的ZT值的提高仍具有较大的空间，如热压后样品的平均晶粒尺寸超过了100 nm，进一步降低晶粒尺寸可提高ZT值，开展势垒过滤效应在half-Heuslers中的应用也有望提高其热电性能。

关键词：热电材料；half-Heusler；纳米复合物；合金散射

热电材料能够以环保以及低成本的方式回收工业应用和汽车尾气中排放的废热[1-2]，由于这些废热排放温度约500 ℃，中高温热电材料更有应用前景。在中高温热电材料中，PbTe[3-5]、skutterudites[6]和half-Heuslers[7-8]已经得到大量研究；但是，PbTe材料具有毒性和较弱的力学强度，skutterudites的热稳定性较差，使这2种材料的大规模工业应用受到限制。可喜的是，half-Heusler材料不具有上述缺点，显示出了良好的综合性能，这使它成为在中高温应用范围内极有前途的热电材料。……