Właściwości termoelektryczne Mg2Si otrzymywanego techniką SPS

• Autorzy: Nieroda P. , Zybała R. , Wojciechowski K. T.

Warianty tytułu

EN

Thermoelectric properties of Mg2Si manufactured by the SPS technique

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem pracy było otrzymanie jednofazowego polikrystalicznego Mg2Si na drodze bezpośredniej reakcji pomiędzy krzemem i magnezem przy zastosowaniu techniki SPS (ang. Spark Plasma Sintering). Zarówno synteza jak i zagęszczanie materiału odbywało się w matrycach grafitowych w aparaturze SPS. W celu określenia składu fazowego wytworzonych próbek przeprowadzono badania metodą dyfrakcji rentgenowskiej XRD. Mikrostrukturę materiałów oraz skład chemiczny analizowano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego SEM z przystawką do analizy składu chemicznego EDX. Jednorodność właściwości termoelektrycznych próbek została zbadana skaningową mikrosondą termoelektryczną (STM). Koncentrację nośników zmierzono metodą Halla. Dodatkowo zmierzono właściwości termoelektryczne próbek takie jak przewodnictwo elektryczne, współczynnik Seebecka oraz przewodnictwo cieplne w zakresie temperatur od 300-650 K. Otrzymane próbki Mg2Si charakteryzują się wysoką jednorodnością składu chemicznego i fazowego oraz właściwości termoelektrycznych.

EN

The object of this study was to obtain single-phase polycrystalline Mg2Si by a direct reaction between silicon and magnesium using the spark plasma sintering (SPS) technique. Both synthesis and densification of the material took place in graphite dies in an SPS apparatus. To determine the phase composition of the produced samples, X-ray diffraction investigations were performed. The microstructure and chemical composition of studied materials were analyzed using a scanning electron microscope (SEM) equipped with an EDX detector. Homogeneity of thermoelectric properties of the samples was investigated using a scanning thermoelectric microprobe (STM). The carrier concentration was measured by the Hall method. In addition, thermoelectric properties, i.e. electrical conductivity, Seebeck coefficient and thermal conductivity at the temperatures ranging from 300-650 K, were measured. The obtained samples of Mg2Si showed high homogeneity of both phase composition and thermoelectric properties.

Słowa kluczowe

PL

krzemek magnezu; materiały termoelektryczne; SPS

EN

magnesium silicide; thermoelectric materials; SPS

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 64, nr 4
• Strony: 490--493
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Nieroda P.

autor

Zybała R.

autor

Wojciechowski K. T.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCN, Laboratorium Badań Termoelektrycznych, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Morris R.G., Redin R.D., Danielson G.C.: Phys. Rev. 109, (1958), 1909-1915.
• [2] Tamura D., Nagai R., Sugimoto K., Udono H., Kikuma I., Tajima H., Ohsugi I. J.: Thin Solid Films, 515, (2007), 8272–8276.
• [3] Akasaka M., Iida T., Nemoto T., Soga J., Sato J., MakinoK., Fukano M., Takanashi Y. : J. Cryst. Growth, 304, (2007), 196–201.
• [4] Niu X., Lu L.: Adv. Perform. Mater., 3, (1997), 275–283.
• [5] Godlewska E., Mars K., Mania R., Zimowski S.: Intermetallics, 19, (2011), 1983-1988.
• [6] Yang M., Zhang L., Shen Q.: J. Wuhan Univ. Technol., 23, (2008), 870–873.
• [7] Yang M.J., Hang L.M., Han L.Q., Shen Q., Wang C. B.: Indian J. Eng. Mater. S., 16, (2009), 277–280.
• [8] Oginuma H., Kondoh K., Yamaguchi T., Yuasa E.: Mater. Sci. Forum, 475–479, (2005), 2895–2898.
• [9] Kajikawa T., Shida K., Sugihara S.: 16th International Conference on Thermoelectrtcs, (1997), 275–278.
• [10] Jung J-Y., Park K-H., Kim I-H.: Mater. Sci. Eng., 18, (2011), 142006.
• [11] Sakamoto T., Iida T., Fukushima N., Honda Y., Tada M., Taguchi Y., Mito Y., Taguchi Hi., Takanashi Y.: Thin Solid Films, 2011, article in press.
• [12] Boulet P., Verstraete M. J., Crocombette J-P., Briki M., Record M-C. : Comp. Mater. Sci., 50, (2011), 847–851.
• [13] Kim K-H., Choi S-M., Seo W-S.: JKPS, 57, (2010), 1072-1076.
• [14] Choi S-M., Kim K-H., Kim I-K., Kim S-U., Seo W-S.: Current Applied Physics, (2011), 1-4.
• [15] Akasaka M., Iida T., Nishio K., Takanashi Y.: Thin Solid Films, 515, (2007), 8237–8241.
• [16] Kajikawa T., Seida K., Shiraishi K., Ito T.: 17th International Conference on Thermoelectrics, (1998).
• [17] Jung J-Y., Kim I-H.: JKPS, 57, (2010), 1005-1009.