高织构高熵钛酸盐陶瓷

ZT提升一倍

通过晶粒取向织构与高熵点阵畸变同步降低晶格热导,并在平行织构方向实现热电性能翻倍。

Ping, Zhang · Lou, Zhihao · Ziyao, Wei · Cao, Shuyao · 安琴友 · 苟建军 · Chen, Chao · 龚春林 · 梅辉 · 许杰 · 高峰

Chemical Engineering Journal 2024

参数信息

峰值热电优值
0.27
热导率
1.79 W/(m·K)
织构度
92 %

技术优势

ZT翻倍

平行于流延方向样品的ZT峰值在1073 K达到0.27,是未织构样品0.13的两倍,说明织构策略有效提升热电转换效率。

热导率低

在1073 K时热导率仅为1.79 W/(m·K),多尺度缺陷(阳离子/氧空位、位错、平行晶界、相界面、纳米金属/无机团簇、Bi夹层)散射全频谱声子(100 GHz–15 THz),显著降低热传导。

电热各向异性

多尺度平行界面(SrTiO3籽晶的(00l)原子面、核壳界面、Bi夹层、砖墙状织构晶界)使电导和热导呈现明显各向异性,可在保持电输运的同时降低热输运。

织构度高

采用流延成型结合模板晶粒生长法制备的〈001〉织构Me0.85TiO3陶瓷织构度达92%,高取向度有利于定向输运。

应用场景