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Improved thermoelectric properties of SiC with TiC segregated network structure

材料科学 塞贝克系数 电阻率和电导率 热电效应 热导率 热电材料 放电等离子烧结 复合材料 导电体 电导率 限制 微观结构 电气工程 热力学 机械工程 物理 化学 物理化学 工程类
作者
S. Cagri Ozer,Kartal Arslan,Servet Turan
出处
期刊:Journal of The European Ceramic Society [Elsevier BV]
卷期号:43 (14): 6154-6161 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2023.05.050
摘要

A TiC segregated network structure (SNS) approach was utilised to improve the thermoelectric properties of SiC. Different amounts of TiC particles were dry coated on SiC granules to form electrically conductive SNS; then the powder mixtures were spark plasma sintered at 2200°C. The TiC-SNS simultaneously increased the electrical and decreased thermal conductivity of SiC but adversely affected the Seebeck coefficient. By adding 10 vol% TiC, an ≈ 800% increase in electrical conductivity and a ≈ 50% decrease in thermal conductivity were achieved, but the Seebeck coefficient deteriorated due to the metallic nature of the material. A maximum ZT of 5.04 × 10−3 was achieved at 923 K, by limiting the Seebeck coefficient's reduction by optimising TiC content to 1.5 vol% while simultaneously increasing the electrical conductivity by ≈ 100% and reducing thermal conductivity by ≈ 40%. This ZT value is almost 90% higher than any value recorded in the literature for SiC.
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