元素參雜對自蔓延合成β-FeSi2的影響.pdf

1、熱電材料是一種能實現熱電轉換的功能材料，利用該材料不僅可以使汽車尾氣、地熱、太陽能等低品位熱源發(fā)電，而且可以實現電的靜態(tài)制冷。進入21世紀以來，當今社會發(fā)展迅速，隨著能源與環(huán)境危機的日益加劇，作為適應綠色環(huán)保主題的熱電材料，以其質量輕、體積小、無傳動部件、無噪音、壽命長、運行精確可靠等優(yōu)點而備受關注。在眾多鐵硅化合物中，β-FeSi2作為一種新型熱電材料更引人注目，其具有高抗氧化性、原料來源豐富、價格低廉等特點，已經受到越來越多材料工作

2、者的關注。
　　 本文采用自蔓延高溫合成結合后續(xù)熱處理工藝來制備熱電材料β-FeSi2。以Fe粉、Si粉、KNO3為原料，并且固定Fe粉和Si粉以原子比為1∶2.5。球磨混料壓坯后進行自蔓延高溫合成，然后將合成的產物進行熱處理，熱處理條件選定為溫度750℃、時間3h。主要從以下幾個方面進行研究:1.對比分析摻雜不同含量的錳對最終合成產物物相的影響，探究出合適的摻雜比例;2.研究摻雜不同比例的銅對合成反應產物的影響，確定出合理的添

3、加比例;3.研究分散劑的加入對混料后物料的影響以及與原始物料利用率的關系，探究分散劑的加入對最終合成產物相組成是否存在一定的影響。
　　 研究結果表明:1.自蔓延高溫合成得到產物呈α-Fe2Si5單相，未有β相產生，熱處理可以使α相轉變?yōu)棣孪?摻雜適量Mn可以使產物中β相的相對含量增加，但是產物中仍有α-Fe2Si5存在，過量Mn的加入不會使得α相向β相的轉化率提高，反而會使α相的相對含量增加;2.添加適量的Cu可以使熱處理產物

4、中β相產率提高，添加0.6％Cu時產物中只有少量的α-Fe2Si5存在;而同時摻入1.0％Mn和0.6％Cu并經過熱處理后，可以完全消除α相，β相峰值達到最高，α-Fe2Si5完全轉變?yōu)棣?FeSi2;3.分散劑的加入可使原始粉料混合的更加均勻，并且提高原始粉料的利用率，加入1.0％硬脂酸后原始粉料利用率可達80％，加入分散劑對最終產物的相組成影響甚小，添加1.0％硬脂酸作為分散劑的試樣物料混合的最均勻，粉末顆粒也最小，從而得到的合成球