Microstructure and Morphological Properties of Granulated Mg3Sb2 Thermoelectric Material

Abstract

У цій статті представлено результати дослідження мікроструктури та морфологічних властивостей стрижнеподібного гранульованого нанонапівпровідникового термоелектричного матеріалу Mg3Sb2, отриманого методом відпалу з використанням електричного опору. Суть методу полягає в нанесенні суміші частинок Mg3Sb2, підготовлених у 70 % етиловому спирті, на трубчасту термостійку підкладку (наприклад, керамічну), з подальшим нагріванням через електричний опір. Отриманий матеріал має полікристалічну структуру, що складається з гранульованого скупчення частинок Mg3Sb2 і міжчастинкових межових областей. Ядро частинок складається з чистого Mg3Sb2, тоді як поверхневі області вкриті окисненими нанокомпозитними плівками, такими як: Mg4Sb2O9, Mg(Sb2O5)2, MgO2, SbO3. Згідно з проведеним аналізом, атомарний кисень розподіляється від ядра до поверхні частинок, формуючи нанокомпозитне окисне покриття. Це свідчить про активне поверхневе окислення внаслідок термічного впливу. Таким чином, представлений метод резистивного відпалу дозволяє отримати гранульовану полікристалічну термоелектричну структуру із сформованими окисними прошарками, що може впливати на електричні та теплові властивості матеріалу.

haped granular Mg3Sb2 nanosemiconductor thermoelectric material prepared by resistance annealing. This method is based on placing a mixture of Mg3Sb2 particles prepared using 70 % ethyl alcohol on a tubular heatresistant substrate, for example, a ceramic substrate, and heating the particles using a resistance annealing. The Mg3Sb2 semiconductor thermoelectric material obtained by resistance annealing consists of a granular particle assembly and interparticle boundary regions formed between them, forming a structure characteristic of polycrystalline. The particle assembly core consists of Mg3Sb2, and its surface regions are composed of oxidized nanocomposite coatings such as Mg4Sb2O9, Mg(Sb2O5)2, MgO2, SbO3. According to the analysis, the amount of oxygen atoms is distributed from the core of the Mg3Sb2 compound to the surface, forming an oxidized nanocomposite coating on the surface areas.