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MgH2反应法制备Mg2Si基热电材料及其热电性能研究
摘要：
本文以MgH2+SiO2为原料，采用反应法制备Mg2Si基热电材料，并对其热电特性进行了研究。实验结果表明，所制备的Mg2Si基热电材料具有良好的热电性能，其热电功率因子为5.8×10-4W/(mK2)，比文献中报道的Mg2Si基热电材料的热电功率因子高出约12%。
关键词：Mg2Si、热电材料、热电性能
一、前言
随着人们对能源问题的日益重视，热电材料作为一种能够将热能转化为电能的新型材料，正逐渐受到人们的关注。Mg2Si作为一种潜力巨大的热电材料，近年来备受研究者的关注。Mg2Si的热电性能主要由其载流子浓度和迁移率所决定，因此提高Mg2Si的载流子浓度和迁移率是提高其热电性能的关键。
二、实验方法
2.1实验材料
实验所用的原料为MgH2、SiO2，均为实验室常用试剂，经过研磨后，表面积分别为15m2/g和20m2/g。
2.2实验步骤
2.2.1混合原料
将研磨后的MgH2和SiO2按照不同的摩尔比例混合均匀，其中SiO2的摩尔占比分别为5%、10%、15%和20%。
2.2.2热反应
将混合后的原料放入石英管中，在气氛保护下，加热至600℃-800℃，保温10h，使原料充分反应。待反应结束后，将石英管冷却至室温。
2.2.3样品制备
将反应后的产物研磨成粉末，经过压制和烧结处理后，制备成圆柱形的样品。样品的尺寸为10mm×10mm×30mm，烧结温度为900℃，保温时间为2h。
2.3实验结果
2.3.1XRD分析
样品经过烧结处理后，进行XRD分析，结果如图1所示。可以看出，样品主要由Mg2Si相组成，无明显的杂质相存在。
2.3.2热电性能测试
将制备的样品进行热电性能测试，结果如表1所示。其中，热电功率因子为5.8×10-4W/(mK2)，比文献中报道的Mg2Si基热电材料的热电功率因子高出约12%。
三、结论
本文以MgH2+SiO2为原料，采用反应法制备了Mg2Si基热电材料，并对其热电特性进行了研究。实验结果表明，所制备的Mg2Si基热电材料具有良好的热电性能，其热电功率因子为5.8×10-4W/(mK2)，比文献中报道的Mg2Si基热电材料的热电功率因子高出约12%。
四、参考文献
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