韩永辉，张永忠，陈少平，孟庆森

(1.山西景辉新能源技术公司，太原 030024； 2.太原理工大学 材料科学与工程学院，太原 030024)



MgH2反应法制备Mg2(Sn,Si)基热电材料及性能研究

韩永辉1，张永忠2，陈少平2，孟庆森

(1.山西景辉新能源技术公司，太原 030024； 2.太原理工大学 材料科学与工程学院，太原 030024)

采用MgH2与Sn粉、Si粉通过固相反应法结合FAPAS法，实现了Mg2(Sn,Si)基热电材料的制备及快速致密化。采用MgH2代替单质Mg粉与Sn粉、Si粉为原料进行固相反应可有效避免Mg单质的挥发和氧化。相较于纯Mg2Sn和纯Mg2Si样品，Mg2(Sn，Si)系列固溶体热导率显著降低，但同时电性能也有所下降，样品在500 K时获得最佳ZT值，其中Mg2Si0.5Sn0.5样品的ZT值最高，在500 K时达到0.18.MgH2反应法由于反应温度低，容易实现，产品晶粒尺寸小，热电性能佳，对于制备Mg-Si体系热电材料有很大的优势。

MgH2；FAPAS；Mg2(Sn,Si)；热电材料

1 热电材料的进展

热电材料亦称温差电材料，具有利用热电效应可将热能和电能直接进行转换的特殊性质，是一种新型的绿色功能材料。热电材料工作过程中不需要机械运动部件，避免了噪音及污染排放，性能稳定使用寿命长，应用潜力巨大。自1821年塞贝克效应被发现后，许多西方国家对热电效应先后进行了大量富有成效的研究。上世纪冷战期间，前苏联与美国的军备竞赛直接推动了热电技术的迅速发展，具有较大应用发展潜力的PbTe、Bi2Te3、SiGe等系列热电材料以及同位素发电机都出现在那个时代，特别是RTG平均工作寿命超过了10 a，在卫星电源、海洋灯塔、导航等特殊领域发挥了不可替代的作用。……