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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
 

 ARTICLE VOL 31/6 - 2006  - pp.711-722  - doi:10.3166/acsm.31.711-722
TITRE
Effet du dopage par l’'antimoine sur les propriétés thermoélectriques d’un alliage multiélémentaire Zr0,5Ti0,5Sn

TITLE
Effect of antimony doping on thermoelectric properties of Zr0.5Ti0.5Sn multi-element alloys

RÉSUMÉ

Les systèmes de conversion d'’énergie à haute efficacité nécessitent des matériaux ayant une haute conductivité électrique, un coefficient de Seebeck élevé et une faible conductivité thermique. Les alliages ternaires semi-Heusler MNiSn (M = Ti, Zr, Hf) traditionnels sont connus pour avoir des propriétés électriques et thermoélectriques raisonnables mais une conductivité électrique indésirablement élevée. Pour diminuer la conductivité thermique, des alliages quaternaires, par exemple Zr0,5Ti0,5NiSn, ont été élaborés afin de réduire la conduction thermique réticulaire par un effet de diffusion par fluctuations de masse. Nous avons étudié l'’effet d'’un dopage des alliages multiélémementaires Zr0,5Ti0,5NiSn par l’'antimoine, dans le but d’'améliorer encore leurs propriétés thermoélectriques. Nous avons trouvé que les alliages multiélémentaires Zr0,5Ti0,5NiSn1-xSbx ayant un dopage par l’'antimoine optimisé ont un facteur de puissance thermoélectrique effectivement augmenté. L'’indice de mérite de l’'alliage dopé en antimoine est de 0,16 à la température ordinaire, environ 4 fois plus élevé que celui de l’'alliage parent Zr0,5Ti0,5NiSn.



ABSTRACT

High-efficiency thermoelectric conversion systems require materials with a high electrical conductivity, a large Seebeck coefficient and a low thermal conductivity. Traditional ternary MNiSn (M = Ti, Zr, Hf) half-Heusler alloys are known to have reasonable electrical and thermoelectric properties, but undesirably high thermal conductivities. To reduce thermal conductivity, quaternary alloys, e.g. Zr0.5Ti0.5NiSn, were fabricated to suppress the lattice thermal conduction by a mass fluctuation scattering effect. In the present work, the effects of antimony doping are investigated in an attempt to further enhance the thermoelectric properties of Zr0.5Ti0.5NiSn multi-element alloys. It is found that for optimized contents of Sb, the Zr0.5Ti0.5NiSn1-xSbx alloys possess enhanced thermoelectric power factors. The highest figure-of-merit of the Sb-doped alloys at room temperature is 0.16, which is about 4 times higher than the parent Zr0.5Ti0.5NiSn alloy.



AUTEUR(S)
Chien-Neng LIAO, Huang-Nan WU, Po-Chih CHEN, Jien-Wei YEH

Reçu le 4 septembre 2006.    Accepté le 28 septembre 2006.

CITATIONS
acsm.revuesonline.com/revues/36/citation/9105.html

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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