方钴矿热电材料/Ti88Al12界面稳定性研究

摘要： 热电器件的界面稳定性是决定其服役可靠性和寿命的关键因素。对于方钴矿热电器件, 为了抑制高温电极与方钴矿材料之间的相互扩散, 需要在两者之间加入阻挡层。本工作选用Ti88Al12作为阻挡层, 利用一步法热压烧结制备n型Yb0.3Co4Sb12/Ti88Al12/Yb0.3Co4Sb12和p型CeFe3.85Mn0.15Sb12/Ti88Al12/CeFe3.85Mn0.15Sb12样品, 研究Ti88Al12阻挡层与热电材料间的界面接触电阻率及微结构在加速老化实验中的演化规律。结果表明: 在相同的老化条件下, n型样品的界面接触电阻率增加速度比p型样品慢, 其激活能分别为84.1 kJ/mol和68.8 kJ/mol。对于n型样品, 由元素扩散反应生成的金属间化合物中间层的增长及最终AlCo/TiCoSb层的开裂是导致界面接触电阻率增加的主要原因; 而p型热电材料与Ti88Al12的热膨胀系数的差异加速了p型样品中界面裂纹的产生。