Теплопроводность и термо-э.д.с. нанокристаллических сульфидов меди K0,01Cu1,85S и K0,04Cu1,85S

Авторы

  • S.M. Sakhabayeva Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева, Казахстан, г.Нур-Султан http://orcid.org/0000-0002-6223-5468
  • M.Kh. Balapanov Башкирский государственный университет; Башкирский государственный медицинский университет, Россия, г. Уфа http://orcid.org/0000-0001-7885-9462
  • K.A. Kuterbekov Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева, Казахстан, г.Нур-Султан http://orcid.org/0000-0001-5421-271X
  • Sh.G. Giniyatova Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева, Казахстан, г.Нур-Султан http://orcid.org/0000-0003-4990-1208
  • M.M. Kubenova Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева, Казахстан, г.Нур-Султан http://orcid.org/0000-0003-2012-2702
  • R.Sh. Palymbetov Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева, Казахстан, г.Нур-Султан http://orcid.org/0000-0001-9287-508X
  • R.H. Ishembetov Башкирский государственный университет, Россия, г. Уфа http://orcid.org/0000-0002-0938-3998

DOI:

https://doi.org/10.26577/RCPh.2021.v79.i4.09
        142 63

Ключевые слова:

нанокристаллические сульфиды меди, теплопроводность, рентгенофазовый анализ, дифференциальный сканирующий калориметр, дифференциальный термический анализ, теплоемкость, коэффициент Зеебека, электронная проводимость, термоэлектрическая характеристика ZT

Аннотация

Использование термоэлектрических материалов для охлаждения/нагрева и преобразования использованного тепла в электрическую энергию становится важнейшим феноменальным исследованием, в котором каждый день обнаруживаются новые термоэлектрические материалы. Термоэлектрические материалы часто требуют описания электропроводности и термоэлектрической мощности образца от комнатной температуры до 900 К. В данной статье представлены результаты исследования теплопроводности и термо-эдс нанокристаллических сульфидов меди K0,01Cu1,85S и K0,04Cu1,85S в диапазоне температур от 300 К до 700 К. А также, в этой работе показаны показатели рентгенофазового анализа, дифференциального сканирующего калориметра (DSC), дифференциального термического анализа сплавов. В исследуемом диапазоне температур коэффициент Зеебека α для K0,01Cu1,85S колеблется в течение всего периода, но показатели для K0,04Cu1,85S увеличиваются до значения около 1,96 мВ/К, прежде чем упасть примерно до 0,32 мВ/К. Для исследуемых сплавов получен сильный контраст в электронной проводимости в обоих соединениях сплава и резкое снижение теплопроводности (с 2,0 до 0,5 Вт ∙м−1К−1), что приводит к очень высокому пиковому значению безразмерного термоэлектрического показателя качества ZT=9,67, что важно для возможных технических устройств. Мы сравнили и проанализировали полученные данные с предыдущими материалами и сосредоточились на оценке термоэлектрических характеристик нанокристаллических сульфидов меди.

Библиографические ссылки

1 O. Caballero-Calero, J.R. Ares, M. Martнn-Gonzбlez. Adv. Sustainable Syst., 2100095, 1-19 (2021).

2 G.J. Snyder, E.S. Toberer. nature materials, 7, 105-114 (2008).

3 Ge Zhen-Hua, et al. Adv. Energy Mater. 600-607 (2016).

4 S.W. Finefrock, et al, Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. 6:11.1–11.20 (2015).

5 S.M. Kauzlarich, Sh.R. Brown, G.J. Snyder. Dalton Trans., 2099-2107 (2007).

6 B. Liu, J. Hu, J. Zhou, R. Yang. Materials, 10, 3390-3418 (2017).

7 J.Z. JIANG, Journal of materials science, 39, 5103-5110 (2004).

8 M.Kh. Balapanov, et al, Ionics, 24 (5), 1349-1356 (2018).

9 M.Kh. Balapanov, et al, Letters on materials, 10, 4 (40), 439–444 (2020).

10 M.KH. Balapanov, et al, Sbornik trudov V Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., Respublika Bashkortostan, 34–40 (2021). (in Russ).

11 F. Gronvold, E.F. Westrum, J. Chem. Thermodyn, 19, 1183–1198 (1987).

12 E. Hirahara, J. Phys. Soc. Japan, 6, 422-427 (1951).

13 M. Kh. Balapanov, et al, Vestnik Bashkirskogo Universiteta, 25 (4), 794–801 (2020).

14 M. Kh. Balapanov, et al, Physics of the Solid State, 45 (4), 634-638 (2003).

15 M.Kh. Balapanov, et al, Letters on materials, 6 (4), 360-365 (2016).

16 M. KH. Balapanov, et al, Vestnik Bashkirskogo universiteta, 22 (1), 41-47 (2017). (in Russ).

17 K. Okamoto and Sh. Kawai. Japan Journal Appl. Phys. 12, 1130 (1973), DOI: 10.1143/JJAP.12.1130.

18 Li Xiaoyan, Hu Chenguo, Kang Xueliang, Len Qiang, Xi Yi, Zhang Kaiyou, Liu Hong, The Royal Society of Chemistry, 1, 13721–13726 (2013).

19 Z.-H. Ge, X. Chong, D. Feng, Y.-X. Zhang, Y. Qiu, L. Xie, P.-W. Guan, J. Feng, J. He. Materials Today Physics, 8, 71-77 (2019).

20 M.M. Kubenova, M.Kh. Balapanov, K.A. Kuterbekov, R.Kh. Ishembetov, A.M. Kabyshev, Y.Kh. Yulaeva, Eurasian Journal of Physics & Functional Materials, 4(1), 67-85 (2020).

21 Li-Jun Zheng, Bo-Ping Zhang, He-zhang Li, Jun Pei, Jia-Bing Yu. Journal of Alloys and Compounds, 722, 17-24 (2017).

22 Sabah K. Bux, Jean-Pierre Fleurial, Richard B. Kaner. Chem. Commun, 46, 8311–8324 (2010).

23 In Liu, Jizhu Hu, Jun Zhou, Ronggui Yang, Materials, 10, 1-31 (2017).

24 Yi Ma, Qing Hao, Bed Poudel, Yucheng Lan, Bo Yu, Dezhi Wang, Gang Chen, Zhifeng Ren. Nano Lett., 8 (8), 2580-2584 (2008).

25 S.M. Sakhabayeva, et al, Vestnik YENU, 4, 39-48 (2020). (in Russ).

26 Q. Pengfei, Xun Shi, Ch. Lidong, Energy Storage Materials, 3, 85–97 (2016).

Загрузки

Как цитировать

Sakhabayeva, S., Balapanov, M., Kuterbekov, K., Giniyatova, S., Kubenova, M., Palymbetov, R., & Ishembetov, R. (2021). Теплопроводность и термо-э.д.с. нанокристаллических сульфидов меди K0,01Cu1,85S и K0,04Cu1,85S. Вестник. Серия Физическая (ВКФ), 79(4), 72–81. https://doi.org/10.26577/RCPh.2021.v79.i4.09

Выпуск

Том 79 № 4 (2021): Вестник. Серия физическая

Раздел

Физика конденсированного состояния и проблемы материаловедения. Нанонаука