SiGe合金是主要高溫?zé)犭姾辖鸩牧?由于SiGe合金固相線和液相線間距太大,合金熔體冷卻時易出現(xiàn)偏析、甚至分相,且固相下Si、Ge元素的互擴(kuò)散系數(shù)很小,因此制備成分均勻的SiGe合金是材料制備的一個重大挑戰(zhàn)。另外,經(jīng)過半個世紀(jì)研究,SiGe合金的熱電性能得到顯著提升,但目前RTG使用的Si80Ge20合金性能水平仍然不高,n型和p型材料的最高ZT值僅為0.93@1200K和0.5@1100K,尋找周期短、廉價節(jié)能的制備高性能SiGe合金的新方法對于SiGe熱電材料的廣泛應(yīng)用具有十分重要的意義。針對上述問題,本論文采用MS結(jié)合PAS燒結(jié)技術(shù)嘗試制備成分均勻SiGe合金,主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:論文首先嘗試MS制備Si80Ge20合金研究MS制備SiGe合金的可行性,系統(tǒng)研究了噴嘴類型及噴氣壓力對MS產(chǎn)物的影響,研究表明,采用噴嘴尺寸為0.5×5 mm2坩堝及0.02 MPa的噴氣壓力能夠制備較均勻的薄帶產(chǎn)物,且產(chǎn)率明顯高于噴嘴尺寸?0.5 mm坩堝和0.5×2 mm2坩堝。本征Si80Ge20合金的需要通過摻雜提高其電性能,因此論文第二部分為MS-PAS制備n型和p型Si80Ge20合金... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

主要熱電材料及其發(fā)展水平Fig.1-1Mainthermoelectricmateiralsandtheirperformance.

.2 SiGe 合金相圖因?yàn)閱钨|(zhì) Si 和 Ge 的熔點(diǎn)分別是 1414 ℃和 936.3 ℃，二者相差較e 形成的合金為強(qiáng)分凝體系，圖 1-4 為 SiGe 合金相圖。所謂強(qiáng)分凝體iGe 合金相圖中液相線與固相線差異較大，在熔體冷卻凝固過程中，先析出，后析出的相相對富 Ge，出現(xiàn)成分偏析甚至分相。

關(guān)于 GaP 在 SiGe 合金中的作用，目前仍存在較大的爭議。Pisharody 和Garvey 發(fā)現(xiàn) GaP 的引入能使熱導(dǎo)率降低 40%~50%，最早在 SiGe 合金中引入 GaP的目的就是為了降低材料的熱導(dǎo)率[35]。但 T.Amano 等指出熱導(dǎo)率降低可能源于晶粒尺寸的不同，GaP 的引入可能對晶粒尺寸有影響[36]。更多人的觀點(diǎn)是 GaPFig.1-6 RTG applied Voyager Space Craft.


本文編號：3106926