高性能填充式Skutterudite类热电材料的高压制备科学

热电材料是一种能够将热能和电能进行直接转换的功能材料，在能源、环境、国防等关键领域具有重要应用。提高热电材料的转换效率是目前热电材料研究的关键。方钴矿(Skutterudite)类热电材料由于其结构的特殊性，可以从多种途径实现性能优化，在提高热电转换效率方面具有很大的空间。本项目将采用具有独特优势的高温高压(HPHT)合成技术，围绕优化设计的填充式Skutterudite类热电材料体系MT4X12进行系统地研究。揭示高温高压下制备材料的晶体结构、电子结构、微观组织(晶粒尺寸、晶界、致密度等)、填充元素、填充方式(单一填充、复合填充和置换固熔)、填充极限以及填充原子与主晶格原子相互作用等对电声输运特性的影响机制和规律。最终借助HPHT合成手段，通过对填充式Skutterudite类热电材料体系电声输运性能的综合优化，获得高热电性能的材料，实现其热电性能的突破。