高锰硅热电材料的微观结构及电热输运性能

摘要： 采用熔炼、退火结合放电等离子烧结的方法制备了名义成分为MnSix ( x=1.60、1.65、1.68、1.73、1.81、1.85 )的高锰硅(HMS, Higher Manganese Silicide)块体材料. 物相分析结果表明, 随着Si初始用量x的增加, HMS (Mn15Si26)相各衍射峰强度先增强后减弱. 当x<1.73时, 样品物相组成为HMS相和少量MnSi相, 当x≥1.73时, 样品物相组成为HMS相和少量Si相. 体系的热电性能受MnSi相和Si相的影响, 热电性能分析结果表明: 随着Si名义含量x的增大, 试样电导率逐渐降低, 赛贝克系数逐渐增大, 热导率先降低后增高. 其中, 名义成分为MnSi1.68的试样由于具有最高的电性能(功率因子)和较低的热导率, 从而具有最好的热电性能, 在400℃时其无量纲ZT值达到0.36.