张红晨,薛惠杰

(1.黑龙江工程学院 材料与化学工程学院，黑龙江 哈尔滨 150050； 2.哈尔滨师范大学 物理与电子工程学院，黑龙江 哈尔滨 150010)

热电材料是1种能够实现热能和电能直接转换的功能材料，决定材料热电性能优劣的参数为无量纲优值ZT= (α2σ/k)T，其中,α为材料的温差电动势率，又称为Seebeck系数;σ为材料的电导率;k为热导率;T为工作温度。

Bi2Te3基材料是室温下性能最好的热电材料[1-6]，由于存在纳米粒子，声子被有效地阻止，晶格热导率降低幅度大于电导率的降低幅度，以此提高材料的ZT值[3-4, 7]。应用复合材料的技术有利于提高材料的综合性能[8-9]，一种有效的方法是通过合金化、掺杂或引入复杂的晶体结构来提高材料的导电性和降低晶格导热率[10-13]。采用不同的固结方法，将各种类型的粉末颗粒制备成块体材料，结果表明，加入碳纳米管和足球结构的C60粒子等可降低Bi0.4Sb1.5Te3的热导率，从而最终提高ZT数值[11-12]。P型赝二元Bi0.5Sb1.5Te3材料热电性能优异，一直以来是广大热电材料方面科研工作者的关注焦点。Al2O3作为复合材料的重要原料，对Bi2Te3基热电材料性能改善有着积极作用[14-18]。

迄今为止，热压工艺对Al2O3复合Bi0.5Sb1.5Te3材料热电性能的研究未见报道。本文采用熔炼、机械粉碎方法制备Bi0.5Sb1.5Te3材料粉体，再加入α-Al2O3纳米颗粒，通过热压法制备成Al2O3复合Bi0.5Sb1.5Te3块体样品，研究热压温度对样品微观结构、微观形貌、Seebeck系数、电导率和热导率影响的机理。

1 实验方法

按Bi0.5Sb1.5Te3的化学计量比称量Bi、Sb、Te单质(纯度为99.9%)，装入硬质玻璃管中在1.33×10-1Pa真空条件下密封，放人电阻炉中熔炼，将冷却的多晶铸锭粉碎成粒度为38～74 μm粉末，α-Al2O3粒度为30 nm，α-Al2O3所占质量比为0.5%，混合后在行星式球磨机研磨0.5 h。……