Введение
Глава 1. Литературный обзор 14
1.1. Термоэлектрические устройства 14
1.2. Современное состояние исследований в области создания эффективных термоэлектрических материалов 18
1.3. Методы повышения термоэлектрической добротности ZT 24
1.3.1. Увеличение фактора мощности 24
1.3.2. Уменьшение коэффициента теплопроводности 26
1.3.3. Связь ZT с реальной структурой материала 31
1.4. Объекты исследования: структура, свойства, применение 32
1.4.1. Сульфиды РЗЭ и твердые растворы на их основе 32
1.4.2. Несоразмерные слоистые соединения на основе сульфидов РЗЭ и переходных металлов 1.5. Синтез и выбор методики сульфидирования РЗЭ 41
1.6. Топохимические реакции и кинетика процесса сульфидирования оксидов РЗЭ 44
1.7. Золь-гель процесс 46
1.8. Заключение и постановка задачи 47
Глава 2. Экспериментальная часть 50
2.1. Исходные вещества 50
2.1.1. Золь-гель процесс 50
2.2. Синтез сульфидов РЗЭ, их твердых растворов и несоразмерных соединений и формирование керамических образцов 51
2.2.1. Сульфидирование в световой печи 51
2.2.2. Получение -Ln2S3 и твердых растворов на их основе 53
2.2.3. Синтез несоразмерных слоистых соединений 54
2.2.4. Спекание порошков – получение керамики 54
2.2.5. Отжиг керамики до состава -LnS1.5-y 54
2.3. Физико-химическая характеризация образцов 55
2.4. Измерение термоэлектрических свойств 58
Глава 3. Результаты и обсуждения 60
3.1. Анализ фазовых превращений в системах Ln–O–S и определение оптимальных режимов формирования твердых растворов на базе Ln(1)Ln(2)S1.5-y 61
3.1.1. Кинетика топохимических реакций сульфидирования оксидов Gd, Dy 61
3.1.2. Анализ изменения констант реакций образования фаз 66
3.2. Нестехиометрические сульфиды -GdS1.5-y 68
3.2.1. Рентгенофазовый анализ и микроструктура образцов 69
3.2.2. Микроструктура и дефекты 72
3.2.3. Теплоемкость и ее связь с реальной структурой материала 75
3.2.4. КРС-спектроскопия сульфидов -GdS1.5-y 77
3.2.5. Температуропроводность и теплопроводность сульфидов Gd 79
3.2.6. Магнитные свойства сульфидов -GdS1.5-y 80
3.2.7. Механизм теплопередачи 82
3.3. Твердые растворы -GdxDy1-xS1.49 83
3.3.1. РФА твердых растворов 85
3.3.2. КРС-спектроскопия твердых растворов 87
3.3.3. Магнитные свойства твердых растворов 90
3.3.4. Термоэлектрические свойства твердых растворов в области температур 300– 770K 92
3.4. Несоразмерные слоистые соединения (GdxDy1-xS)z(NbS2)m 94
3.4.1. Рентгенофазовый анализ 95
3.4.2. КРС-спектроскопия соединений с различным составом 98
3.4.3. EXAFS-спектроскопия соединений различного состава 99
3.4.4. Исследование магнитных свойств соединений (GdxDy1-xS)z(NbS2)m 103
3.4.5. Изменения ближнего порядка структуры мисфита в зависимости от состава соединения 106
3.4.6. Термоэлектрические свойства (GdxDy1-xS)z(NbS2)m в области температур 300– 873K 107
Заключение 115
Основные результаты и выводы 117
Благодарности 119
Приложения 120
