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

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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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