Heusler合金Fe2 VAl的晶体结构与热电性能研究

采用真空电弧熔炼和放电等离子烧结技术制备了Full-Heusler合金Fe2 VAl,利用XRD、XPS对合金的物相结构与成分进行表征,在300～800 K温度区间内测试了合金的Seebeck系数、电阻率、热导率等热电参数,并将实验结果与基于L21有序结构Fe2 VAl合金的模拟计算值进行了比较.结果表明,实验所制的合金样品中Fe、Al、V原子比接近于2:1:1,基本满足Fe2 VAl合金的成分配比;结合XRD衍射谱及10 K下合金的饱和磁矩可知,所制合金样品中除了完全有序的L21结构相外,还存在部分的B2相.另一方面,基于热电性能测试结果可知,所制Fe2 VAl合金表现出典型的n型半导体特性,其Seebeck系数和电阻率随着温度的升高而降低,这与利用VASP和BoltzTraP软件包结合计算得到的L21结构Fe2 VAl合金的热电参数随温度(300～800 K)的变化趋势相符合;合金的热导率随着温度的升高呈先降低后升高的趋势,在500 K附近具有极小值,而无量纲参数热电优值ZT在500 K附近达到最大值,约为0.052.