Off-stoichiometry effect on the thermoelectric properties of the pseudogap Heusler compounds

非化学计量对赝能隙赫斯勒化合物热电性能的影响

• 批准号: 23360279
• 负责人: NISHINO Yoichi
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23360279/
• 关键词: ホイスラー化合物; 擬ギャップ; 熱電変換材料; ゼーベック効果; 価電子濃度; 非化学量論組成; 光電子分光; 電子構造; 電気伝導; 熱伝導

A combination of a large Seebeck coefficient and a low electrical resistivity has been obtained for the off-stoichiometric Fe2-xV1+xAl alloys owing to the doping of quaternary elements. On the basis of the valence electron concentration (VEC) dependence of the Seebeck coefficient, a large negative value of -180 microV/K can be obtained for the V-rich (x>0) alloys, whilst good p-type materials with 110 microV/K are derived from the Fe-rich (x<0) alloys. Because of the V/Al off-stoichiometry effect, a large Seebeck coefficient as well as a low electrical resistivity has also been found for Fe2V1+xAl1-x and Fe2VTaxAl1-x alloys, together with a large shift of their peak temperatures towards high temperatures of 400-600 K. The heavy element Ta doping combined with the off-stoichiometry effect leads to a significant decrease in the thermal conductivity, so that the dimensionless figure of merit reaches ZT=0.22 at around 400-500 K.

由于掺杂了季元，非化学计量Fe2-xV1+xAl合金具有较高的塞贝克系数和较低的电阻率。根据Seebeck系数对价电子浓度（VEC）的依赖关系，富v （x<0）合金可以得到-180 microV/K的大负值，而富fe （x<0）合金可以得到110 microV/K的良好p型材料。由于V/Al的非化学计量效应，Fe2V1+xAl1-x和Fe2VTaxAl1-x合金的塞贝克系数大，电阻率低，峰值温度向400-600 K的高温方向偏移较大。重元素Ta掺杂和非化学计量效应导致导热系数显著降低，使得在400-500 K左右的无因次优值达到ZT=0.22。

项目成果

Interaction Potential between a Dislocation and a Pinning Atom in FCC Metals

FCC 金属中位错和钉扎原子之间的相互作用势

• 发表时间: 2012
• 期刊: Solid State Phenomena
• 作者: Kosugi T;Kogure Y;Nishino Y;Ide N;Nakamichi I
• 通讯作者: Nakamichi I

Development of Heusler‐Type Fe2VAl Alloys for Thermoelectric Power Generation

用于热电发电的 Heusler 型 Fe2VAl 合金的开发

• DOI: 10.1007/978-3-319-48237-8_46
• 发表时间: 2014
• 作者: M. Mikami;Y. Nishino
• 通讯作者: Y. Nishino

ホイスラー化合物熱電材料の実用化研究ー材料設計からモジュール開発までー

Heusler复合热电材料的实用研究-从材料设计到模块开发-

• 发表时间: 2013
• 期刊: 日本物理学会誌
• 作者: 前田忠直;西野洋一，三上祐史
• 通讯作者: 西野洋一，三上祐史

ホイスラー化合物熱電材料の開発と廃熱利用発電への応用

Heusler复合热电材料的开发及其在余热发电中的应用

• 发表时间: 2014
• 作者: 朽木順綱;森重幸子;笠原一人;西野洋一
• 通讯作者: 西野洋一

ホイスラー型熱電変換材料Fe2V1+xAl1-xにおける電子状態の精密決定

Heusler型热电材料Fe2V1+xAl1-x中电子态的精确测定

• 发表时间: 2013
• 作者: H. Takeda;S. Hashimoto;H. Matsui;S. Honda and Y. Iwamoto;宮崎秀俊，西澤一晃，曽田一雄，松波雅治，木村真一，西野洋一
• 通讯作者: 宮崎秀俊，西澤一晃，曽田一雄，松波雅治，木村真一，西野洋一