非等摩尔高熵钛酸盐陶瓷

通过熵工程优化晶粒尺寸与晶格畸变，协同调控氧空位，为高性能热电陶瓷提供材料基础。

Ziyao, Wei · Lou, Zhihao · Shi-Yuan, Chen · 苟建军 · 许杰 · 龚春林 · 高峰

Journal of Alloys and Compounds 2024

参数信息

Conf

11.483 J/mol/K

技术优势

ZT提升至0.20

在镧含量为0.19时获得最高ZT，为钛酸盐热电陶瓷中的较高值。

晶粒细化

构型熵增加导致晶粒尺寸减小，有利于增强声子散射，降低晶格热导率。

引入氧空位

烧结和退火过程诱导产生氧空位，可通过调控载流子浓度和散射机制优化热电性能。

应用场景

• 热电发电：将ZT=0.20的块体切割成热电腿，用于构建发电模块。
• 热电材料：通过熵工程优化SrTiO3基热电材料，提供性能提升新策略。
• 高温余热回收：钙钛矿陶瓷热稳定性好，适合高温余热环境下的温差发电。
• 温差发电器件：所得块体可直接加工成热电腿，集成到温差发电器件中。