Sb₂Se₃合金化SnTe热电材料

低热导高硬度协同

通过多元素合金化在SnTe中同时引入晶格畸变与强化键合网络，打破了热电材料低热导与高硬度难以兼得的矛盾。

刘洪权 · Xin, Xuye · Jun, Ma · 谷亦杰 · 徐晓明 · Wang, Haifeng · Wang, Yanfang · Zhang, Hongtao

Ceramics International 2025

具体参数

晶格热导率

{'zh': '1.15', 'en': '1.15'} W m⁻¹ K⁻¹

硬度

{'zh': '165.7', 'en': '165.7'} HV

技术优势

热导率大幅降低

多元素合金化引入晶格畸变和质量波动，强化了声子散射，使晶格热导率降至1.15 W m⁻¹ K⁻¹。

硬度翻倍

强化键合网络形成骨架结构，使硬度从82.7 HV提升至165.7 HV，提高材料加工性与可靠性。

协同突破矛盾

通过键合结构设计，首次在SnTe体系中同时实现低晶格热导率与高硬度。

应用场景

• 热电发电器件：高硬度使材料易于加工成热电腿，且低热导提升器件转换效率。
• 热电材料：为SnTe基热电材料同时优化热输运和力学性能提供了新思路。
• 高硬度热电合金：通过键合结构设计直接满足高硬度需求，无需额外增强相。
• 抗磨损热电器件：硬度翻倍显著提高抗磨损能力，延长器件在振动环境中的寿命。