Abstract
The results of investigations of the thermoelectric and thermal properties of AgxCu2-xSe (x = 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.25) alloys are presented in the paper. The AgxCu2-xSe samples with low silver content were prepared by solid state reaction of the pure elements in argon atmosphere at 773 K temperature. The Ag0.25Cu1.75Se sample was sintered by solid phase reaction of Cu2Se and Ag2Se mixture in argon atmosphere at 673 K. At room temperature X-ray diffraction study revealed the presence of three phases in the samples: the Cu2Se orthorhombic phase, the Cu1.8Se cubic phase and the AgCuSe orthorhombic phase. The heat of the superionic phase transition in Ag0.01Cu1.99Se was measured equal to (3.5 ± 0.3) kJ / mol. For Ag0.25Cu1.75Se sample the heat of the superionic phase transition was found to be (3.1 ± 0.3) kJ / mol. In addition to intense peak of the superionic phase transition occupying the 373-423 K temperature range, the weak thermal effects for Ag0.01Cu1.99Se at 317 K, and ones for Ag0.25Cu1.75Se at 316 K and 437 K were observed too. In the investigated temperature range of 290 - 770 K the electronic conductivity σ decreases, and Zeebeck coefficient α increases with silver content in the compounds. The thermal conductivity of Ag0.03Cu1.97Se compound decreases monotonically from 0.54 to 0.34 W m-1 K-1 in the range 420 - 650 K after the superionic phase transition, resulting in thermoelectric efficiency ZT = σα2T/λ increases monotonically, reaching a value ZT = 1 at 650 K.
Highlights
В работе описаны результаты исследований термоэлектрических и тепловых свойств сплавов AgxCu2−xSe (x = 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.25)
The AgxCu2−xSe samples with low silver content were prepared by solid state reaction of pure elements
The Ag0.25Cu1.75Se sample was sintered by solid phase reaction of Cu2Se
Summary
В последнее время наблюдается повышенный интерес к селениду меди и к его сплавам, что связано с перспективностью приложений этих материалов в различных областях техники и технологий, таких как термоэлектричество [1 – 3], суперионные проводники [4, 5], ионообменные материалы [6], солнечные элементы [7], батареи [8], газовые сенсоры [9], оптические устройства [10, 11], медицинские приборы [12, 13] и т. п. Данилкин с соавторами [19] уточнили недавно, что в суперионной фазе Cu2−δSe наилучшее описание экспериментальных данных по нейтронному рассеянию дает кристаллографическая модель с атомами меди в позициях 8c (0.25, 0.25, 0.25) и 32f (x, x, x) (x = 0.33 – 0.39) в решетке типа антифлюорита. Имеются сообщения о третьей фазе нестехиометрического селенида меди, обнаруженной при низких температурах [20]. Термоэлектрические свойства селенида меди, легированного серебром, изучались в работах американских авторов в 70 – 80 гг. Интерес к селениду меди и подобным соединениям недавно возродился на новой волне разработки термоэлектриков, использующей структурную разупорядоченность суперионных материалов для снижения теплопроводности [1, 3]. Данная работа посвящена изучению температурных зависимостей электронной проводимости, термо-эдс и теплопроводности в селениде меди, замещенном серебром в небольшой концентрации, в пределах области гомогенности
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
