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High-entropy (Ca0.2Sr0.2Ba0.2La0.2Pb0.2)TiO3 perovskite ceramics with A-site short-range disorder for thermoelectric applications

材料科学 热电效应 陶瓷 高分辨率透射电子显微镜 热导率 微观结构 塞贝克系数 大气温度范围 钙钛矿(结构) 矿物学 分析化学(期刊) 热电材料 纳米技术 热力学 化学工程 复合材料 化学 物理 透射电子显微镜 工程类 色谱法
作者
Ping Zhang,Zhihao Lou,Mengjie Qin,Jie Xu,Jiatong Zhu,Zongmo Shi,Qian Chen,Michael J. Reece,Haixue Yan,Feng Gao
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier BV]
卷期号:97: 182-189 被引量:109
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2021.05.016
摘要

Novel high-entropy perovskite-type (Ca0.2Sr0.2Ba0.2La0.2Pb0.2)TiO3 (CSBLP) ceramics with cubic structure of Pm-3m space group were successful prepared by solid-state reaction method. Results of XRD, SEM-EDS, HRTEM confirmed a homogeneous distribution and equimolar arrangement of multicomponent cations on the A-site. The high-entropy CSBLP ceramics showed long-range structural order and short-range chemical disorder with widely dispersed nanoscale grains varying sizes of 4-6 nm in the microstructure. Because of increased configurational entropy, the CSBLP ceramic has an enhanced Seebeck coefficient (|S|=272 μV/K at 1073 K) and low thermal conductivity (κ=1.75 W/m•K at 1073 K) when annealed at 1300 °C. This work demonstrates the possibility of effectively reducing thermal conductivity and improving the performance of thermoelectric oxides through high-entropy composition design.
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