Patterns of effect of spark plasma sintering temperature on microstructure of thermoelectric composites based on Bi 2 Te 2.1 Se 0.9 Bi 2  matrix with cobalt inclusions

M. Zhezhu; Жежу М.; A. E. Vasil’ev; Васильев А. Е.; O. N. Ivanov; Иванов О. Н.

doi:10.31857/S0367676523701351

Закономерности влияния температуры искрового плазменного спекания на микроструктуру термоэлектрических композитов с матрицей на основе Bi₂Te_2.1Se_0.9 и включениями кобальта

Авторы: Жежу М.¹, Васильев А.Е.², Иванов О.Н.¹^,2
Учреждения:
1. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Белгородский государственный технологический университет имени В.Г. Шухова”
2. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Белгородский государственный национальный исследовательский университет”
Выпуск: Том 87, № 6 (2023)
Страницы: 780-785
Раздел: Статьи
URL: https://bakhtiniada.ru/0367-6765/article/view/135396
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367676523701351
EDN: https://elibrary.ru/VKIQHX
ID: 135396

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Исследовано влияние температуры искрового плазменного спекания на процесс формирования частиц наполнителя Co в матрице Bi₂Te_2.1Se_0.9. В результате высокотемпературного диффузионного перераспределения атомов материалов матрицы и наполнителя и химического взаимодействия между этими материалами, в композите Bi₂Te_2.1Se_0.9 + 0.33 мас. % Со образуются частицы наполнителя типа “ядро–оболочка” Co@CoTe₂. При увеличении температуры спекания доля “оболочки CoTe₂” в частицах увеличивается, а доля “ядра Co” уменьшается. Такое поведение обусловлено увеличением коэффициента диффузии Co в матрице Bi₂Te_2.1Se_0.9 с ростом температуры спекания. Концентрационные профили распределения Co в матрице Bi₂Te_2.1Se_0.9, определяемые диффузией, хорошо описываются с помощью второго закона Фика для диффузии из ограниченного источника диффундирующего вещества. Коэффициент диффузии Co растет при увеличении температуры спекания в соответствии с законом Аррениуса и с энергией активации ~0.61 эВ.

Об авторах

М. Жежу

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“Белгородский государственный технологический университет имени В.Г. Шухова”

Автор, ответственный за переписку.
Email: marina_jeju@mail.ru
Россия, Белгород

А. Е. Васильев

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
“Белгородский государственный национальный исследовательский университет”

Email: marina_jeju@mail.ru
Россия, Белгород

О. Н. Иванов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“Белгородский государственный технологический университет имени В.Г. Шухова”; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
“Белгородский государственный национальный исследовательский университет”

Email: marina_jeju@mail.ru
Россия, Белгород; Россия, Белгород

Список литературы

Fortulan R., Yamini S.A. // Materials. 2021. V. 14. No. 20. Art. No. 6059.
Zhao W. Liu Z., Wei P. et al. // Nature Nanotechnol. 2017. V. 12. No. 1. P. 55.
Xing L., Cui W., Sang X. et al. // J. Materiomics. 2021. V. 7. No. 5. P. 998.
Ma S., Li C., Wei P. et al. // J. Mater. Chem. A. 2020. V. 8. No. 9. P. 4816.
Li D., Zhang J., Song C.J. et al. // RSC Advances. 2015. V. 5. No. 54. Art. No. 43717.
Ivanov O., Yaprintsev M., Vasil’ev A. et al. // Chin. J. Phys. 2022. V. 77. P. 24.
Иванов О.Н., Япрынцев М.Н., Васильев А.Е. и др. // Стекло и керамика. 2021. № 11. С. 23; Ivanov O., Yaprintsev M., Vasil’ev A. et al. // Glass Ceram+. 2022. V. 78. No. 11. P. 442.
Mehrer H. Diffusion in solids: fundamentals, methods, materials, diffusion-controlled processes. Springer Science & Business Media, 2007. P. 295.
Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела. М.: ЛЕНАНД, 2015. С. 496.
Lan Y.C., Wang D.Z., Chen G. et al. // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. Art No. 101910.