Synthesis and thermoelectric properties of Mn-doped AgSbTe2 compounds

Polycrystalline p-type Ag 0.9 Sb 1.1 x Mn x Te 2.05（x = 0.05,0.10,and 0.20） compounds have been prepared by a combined process of melt-quenching and spark plasma sintering.The sample composition of Ag 0.9 Sb 1.1 x Mn x Te 2.05 has been specially designed in order to achieve the doping effect by replacing part of Sb with Mn and to present the uniformly dispersed Ag 2 Te phase in the matrix by adding insufficient Te,which is beneficial for optimizing the electrical transport properties and enhancing the phonon scattering effect.All the samples have the NaCl-type structure according to our X-ray powder diffraction analysis.After the treatment of spark plasma sintering,only the sample with x = 0.20 has a small amount of MnTe 2 impurities.The thermal analysis indicates that a tiny amount of Ag 2 Te phase exists in all these samples.The presence of the MnTe 2 impurity with high resistance and high thermal conductivity leads to the deteriorative thermoelectric performance of the sample with x = 0.20 due to the decreased electrical transport properties and the increased thermal conductivity.In contrast,the sample with x = 0.10 exhibits enhanced thermoeletric properties due to the Mn-doping effect.A dimensionless thermoelectric figure of merit of 1.2 is attained for the sample with x = 0.10 at 573 K,showing promising thermoelectric properties in the medium temperature range.     

The crystal structures and physical properties of the solid solution compound Ba5Y8-xMn4O21-1.5x (x=0, 1)

New oxometallides with the formula Ba5Y8 xMn4O21 1.5x(x = 0,1) are prepared through an atmospherecontrolled solid-state reaction.Two single-phase samples with Ba/Y/Mn atomic ratios 5/8/4(Y8) and 5/7/4(Y7) are obtained.The crystal structures and the physical properties of the compounds are investigated by X-ray powder diffraction,magnetization,conductivity,and dielectricity measurements.The Ba5Y8 xMn4O21 1.5x compound is demonstrated to be a Y-deficient solid solution.The solid solution compound Ba5Y8 xMn4O21 1.5x crystallizes into tetragonal symmetry with the space group I4/m.Detailed structure analysis by Rietveld refinement of the X-ray powder diffraction data reveals that the Y vacancies occur preferentially at the Y(2) site.Thermal magnetization measurements indicate the presence of antiferromagnetic interaction between Mn ions in the compounds,and temperature-dependent resistivity measurements show that insulator-semiconductor transitions occur around 175 K and 170 K for the Y8 and Y7 samples,respectively.Strong frequency dependences of the dielectric constant are observed above ～175 K for the two compounds.     

The crystal structures and physical properties of the solid solution compound Ba5Y8-xMn4021-1.5x （x = 0, 1）

New oxometallides with the formula Ba5Y8-xMn4021-1.5x （x = 0, 1） are prepared through an atmosphere-controlled solid-state reaction. Two single-phase samples with Ba/Y/Mn atomic ratios 5/8/4 （Y8） and 5/7/4 （Y7） are obtained. The crystal structures and the physical properties of the compounds are investigated by X-ray powder diffraction, magnetization, conductivity, and dielectricity measurements. The Ba5Y8-xMn4021-1.5x compound is demonstrated to be a Y-deficient solid solution. The solid solution compound Ba5Y8-xMn4021-1.5x crystallizes into tetragonal symmetry with the space group I4/m. Detailed structure analysis by Rietveld refinement of the X-ray powder diffraction data reveals that the Y vacancies occur preferentially at the Y（2） site. Thermal magnetization measurements indicate the presence of antiferromagnetic interaction between Mn ions in the compounds, and temperature-dependent resistivity measurements show that insulator-semiconductor transitions occur around 175 K and 170 K for the Y8 and Y7 samples, respectively. Strong frequency dependences of the dielectric constant are observed above -175 K for the two compounds.     

Cu掺杂AgSbTe2化合物的相稳定、晶体结构及热电性能

利用熔融快淬结合放电等离子烧结(SPS), 制备了Cu_xAg_1-xSbTe₂(x= 0---0.3)样品. 粉末X射线衍射(XRD)分析结果显示, SPS处理以前, 含Cu样品形成NaCl型结构的固溶体, 而未加入Cu的样品析出Ag₂Te第二相. 根据热分析和XRD测量结果, Cu的加入能够有效抑制Ag₂Te的析出, 但同时会在快淬样品中产生少量非晶相. 在温度升高到540 K左右时, 非晶相发生晶化, 形成Sb₇Te亚稳相, 并最终转变成Sb₂Te₃稳定相. 对快淬样品进行低温SPS快速处理后, x =0.1样品为面心立方结构的单相化合物, 但是x =0.2, 0.3的样品分别析出第二相Sb₇Te和Sb₂Te₃. 由于析出第二相, x=0.2, 0.3样品的电导率增大, Seebeck系数减小, 热导率相应升高, 综合热电性能降低. x=0.1单相样品的功率因子与文献报道的AgSbTe₂化合物相当. 元素替代的合金化效应 增强了Cu_0.1Ag_0.9SbTe₂化合物的声子散射, 有效降低了样品的热导率. 因此, 单相样品Cu_0.1Ag_0.9SbTe₂表现出较佳的热电性能, 在620 K时热电优值达到1.     

LiIO_3_KIO_3赝二元系相图

本文用粉末固态烧结法、水溶液蒸发法和熔融法对LiIO_3_KIO_3 系统可能存在的二元化合物进行合成. 二元化合物Li_2_K (IO_3_）_3_属单斜晶系; 简单单斜布喇菲点阵. 并确定其存在的成份范围和条件.a=11.127埃，b=11.092埃,c=8.243埃, 角度等于110°30′,z=4 同时测定了LiIO_3_KIO_3系统平衡态时亚稳态的相图. 关键词：     

基于组分Ca2Pr2Cu5O10三元固溶区的范围和晶体结构

 利用X射线衍射分析和Rietveld结构精修方法研究了基于组分Ca₂Pr₂Cu₅O₁₀三元固溶区的范围和晶体结构。根据X射线分析结果和相消失法，为了保持Ca_2+xPr_2-xCu₅O₁₀结构单位晶胞中恒定的氧含量和电价平衡，基于组分Ca₂Pr₂Cu₅O₁₀的三元固溶区的范围可确定为：在Ca_2+xPr_2-xCu₅O₁₀固溶区的富Ca区（Ca/Pr>1），其表达式仍可以表示为一般的化学计量式Ca_2+xPr_2-xCu₅O₁₀（x=0.4, 0.2, 0）；在富Pr区（Ca/Pr<1），其表达式为Ca_1.7Pr_2.2·Cu₅O₁₀、Ca_1.4Pr_2.4Cu₅O₁₀，即：Ca_2+xPr_2-xCu₅O₁₀固溶区范围从Ca_2.4Pr_1.6Cu₅O₁₀至Ca_1.4Pr_2.4·Cu₅O₁₀。研究表明：基于组分Ca₂Pr₂Cu₅O₁₀的三元固溶体晶体结构可以看作是正交晶系NaCuO₂型亚晶胞的无公度相；Ca_2.4Pr_1.6Cu₅O₁₀亚晶胞的点阵常数为a₀=0.282 46(7) nm，b₀=0.636 93(1) nm，c₀=1.067 94(1) nm；其正交超结构的点阵常数为a=5a₀，b=b₀，c=5c₀。Ca_2.4Pr_1.6Cu₅O₁₀的结构也可以用单斜超晶胞来表述，该单斜超晶胞的空间群为P2₁/c，Z=4，a=5a₀，b=b₀，c=c₀/sin β，β=104.79°或136.60°，V=5a₀b₀c₀。在基于组分Ca₂Pr₂Cu₅O₁₀的三元固溶体晶体结构中，Ca和Pr之间在一定范围内是可以相互替代的，而且它们在结构中的占位是无序的。     

Fe-Ga二元系平衡图

本文主要从X射线的研究,并配合差热分析,测定了1000℃以下的Fe-Ga二元系平衡图。这一系统在室温存在着三个居间相ε,χ和Ψ。ε相是有序面心立方结构,相当于理想化合式Fe₃Ga,相区范围很窄。在550℃上下,这个相转变为另一相ξ,这是在高温从Ga在Fe中的固溶体直接分出来的,这个高温相的结构尚未测定。χ相的均匀范围较大,在室温从55at.％Ga延伸到60at.％Ga,结构似乎非常复杂,可能的化合式是Fe₄Ga₅,Fe₃Ga₄或Fe₂Ga₃,这是在960℃上下由包晶反应形成的。Ψ相由另一包晶反应形成,反应温度为820℃,Ψ相属四方晶系,在20℃,α=6.2628?,c=6.5559?,空间群为D_4h¹⁴-P4₂/mnm,晶包内含四个化合式量FeGa₃。没有观察到Fe在Ga中有任何固溶度。从FeGa₃到Ga,存在着一条共晶等温线,共晶点非常接近纯Ga,在约590℃,存在着一条共析等温线,共析点在50at.％Ga左右,在这里Ga在Fe中的固溶体同时分解成ξ和χ。这个系统中最值得注意的是Ga在Fe中的原生固溶体。在室温的固溶度是15.2at.％,它随温度而逐渐递增,在700℃以上,则突增到约50at.％,在625℃以下的结构是体心立方体,在相图中用α代表。但在625℃以上,这个相又转变为两个不同的结构,并且各占据着一定的相域,在相图中各用α₁和α₂代表。α₁和α₂的结构尚未经测定,最可能是从α结构导生的、由基本单胞依照一定规律堆垜起来而产生的原子的重新排列或空位缺陷。     

晶体结构的X射线粉末衍射法测定

晶体结构是了解固体材料性质的重要基础。广泛应用的测定晶体结构的有效方法是Ｘ射线单昌结构分析。然而许多固态材料不可能获得满足单昌结构分析所需要的尺寸和质量，在这种情况下，实质上有关结构的信息来自粉末衍射数据。文章综述了根据粉衍射数据，应用单昌结构分析方法测定晶体结构的进展，同时着重讨论了粉末衍射重叠峰的分离方法。     

Mn-Ga二元系的X射线研究

本文从44个缓冷和淬炼Mn-Ga合金摄取了德拜·谢乐照相,并配合了在富Ga部分的差热分析,初步画出了这个系统的相图。这个系统除纯Ga外共有十个相。Mn在Ga中的固溶度是几乎无可觉察的。α相是Ga在α-Mn中的原固溶体,在室温的固溶度为1.95at％Ga。β相在室温的均匀范围为8.6—19.2at％Ga,这是β-Mn结构,因此可看作是β-Mn的固溶体,由于Ga原子无规地替代了部分Mn原子而这个结构得在室温稳定存在。γ相可分成γ₁,γ₂,γ₃,三部分,γ₁是面心立方结构,γ₂是面心四方结构,γ₃是有序的面心四方结构,与Cu-Au系中的CuAuⅠ同型。在室温下稳定的是γ₃,均匀范围为37—45at％Ga,而在高温稳定的却总是γ₁。从γ₁变到γ₂,再从γ₂变到γ₃的变化是二级相变。有序度随Ga含量的递增而递增,随温度的递升而递降。整个γ相可看作是γ-Mn的固溶体,γ-Mn本身是不可能用淬炼的办法在室温获得的。δ相只存在于高温,可看作是δ-Mn的固溶体。由于Ga原子替代了部分Mn原子,因而δ一Mn结构产生了畸变而有序化。ε相是有序的六角密堆积结构,每个晶胞含8个原子,它是在约820℃从γ相同成份地转变而成的,在室温的均匀范围估计为27一30at％Ga。η相在室温约50—60at％Ga处有一宽广的均匀范围。从520到600℃,它经历一多型性变化,转变为λ相。λ相的相区随温度的递升而向富Mn的一边偏移。η和λ结构都很复杂。在富Ga的一边,存在着三个居间相χ,φ和ω,它们是由包析或包晶反应所形成的。ω相的化合式很可能相当于Mn₂Ga₉或MnGa₅,而φ相则与NiHg₄同型,在Mn_2.3Ga_7.7左右有一狭隘的均匀范围。在室温稳定存在的七个居间相中,β,ε,γ₃,X和φ是铁磁性的。铁磁性最强的是Ga含量较富的γ₃和φ相。我们测量了其中若干合金的饱和磁化强度与居里温度。 关键词：     

Co-Ga二元系的X射线研究

本文主要用X射线粉末衍射法,配合着差热分析,研究了Co-Ga二元系的平衡关系。这个系统在室温除Ga与γ-Co外,存在着α′,β和φ三个相。α′相是以面心立方为基的超结构相,可以看作是Ga溶于α-Co中,而使α-Co得在常温稳定存在的相。α′相在室温的均匀范围为2.4—10.7at.％Ga。β相于1177℃由α′+Lβ包晶反应所形成,是CsCI型结构,在常温的均匀范围为36.3—59.8at.％Ga。单相区内点阵常数随成份的变迁在47.5at.％Ga处有一最大值,这与Al-Ni二元系中的β相很相似,在这个最大值左边的富Co区域是替代式固溶体,而在最大值右边的富Ga区域,则是缺陷式固溶体。ψ相的均匀范围很窄,仅存在于75at.％Ga附近。它属于四方晶系,空间群为D_4h¹⁴-P4₂/mnm,晶胞内含4个化合式量CoGa₃,在20℃和75.4at.％Ga处的点阵常数为:a=6.2365?,c=6.4347?,c/a=1.0318。它是由包晶反应β+L←→ψ所形成的,反应温度为833℃。无论Ga在γ-Co中,或Co在Ga中都不存在可以观察得到的固溶度。从CoGa₃到Ga,存在着一条27℃的共晶等温线,共晶点非常接近纯Ga。 关键词：