热加工工艺

作者：程展旗, 李杰, 段兴凯,

关键词：SiGe合金, 掺杂, 载流子浓度, 功率因子, 热电性能,

SiGe合金是一种拥有巨大潜力的高温区热电材料。在硅锗合金体系中，p型SiGe合金系列热电材料的热电性能相对较低。为了提升p型SiGe合金的热电性能，最有效的手段是通过引入合适的第二相原子进行掺杂。将Al掺杂到Si0.85Ge0.15当中，采取电弧熔炼结合热压制备了Si0.85-xAlxGe0.15（x=0,0.015,0.020,0.025,0.030）块体样品，探究了主元素掺杂对材料热电性能的影响。结果表明，Al部分替代Si后，明显提高了载流子浓度，改善了材料的热电性能。其中样品Si0.85-xAlxGe0.15（x=0.015）在900 K时，功率因子提升至0.9×10-3W·m-1·K-2，相比于没有掺杂的样品，提高了约8倍。合金样品的热电优值ZT值随着Al的掺杂也均有了一定提升，并且在900 K时，Si0.85-xAlxGe0.15（x=0.015）的ZT值提升至最大，为0.18。

来源：2025年第9期

《热加工工艺》期刊编辑部

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