Аннотация:
Проведена оптимизация условий синтеза соединений на основе редкоземельных элементов (РЗЭ) составов Y$_2$O$_3$@SmS, (Y$_{0.90}$Gd$_{0.10}$)$_2$O$_3$@SmS и (Y$_{0.99}$Gd$_{0.01}$)$_2$O$_3$@SmS c наноструктурой типа ядро-оболочка. Процесс оптимизации заключался в нахождении минимальных времён и оптимальных температур на каждой стадии синтеза для стабилизации фазы оксидов Y и Gd, а также полного превращения в SmS в исследуемых композитах после последовательных стадий сульфидирования и отжига исходных прекурсоров. Исследованы термоэлектрические свойства в интервале температур $T$ = 298–873 K и проведено сравнение с литературными данными для термоэлектрических соединений на основе РЗЭ. Для соединения (Y$_{0.99}$Gd$_{0.01}$)$_2$O$_3$@SmS при $T$ = 873 K получены значения коэффициента Зеебека $S$ = -94 $\mu$V/K, удельного сопротивления $\rho$ =17 $\mu\Omega$$\cdot$ m и общего коэффициента теплопроводности $\kappa_{\mathrm{tot}}$ = 1.50 W/m $\cdot$ K. Максимальное достигнутое значение параметра термоэлектрической добротности для соединения (Y$_{0.99}$Gd$_{0.01}$)$_2$O$_3$@SmS достигает значений $ZT$ = 0.56 при $T$ = 873 K, что является перспективным результатом в сравнении с другими термоэлектриками на основе редкоземельных элементов.
Ключевые слова:
оксиды и сульфиды РЗЭ, золь-гель-синтез, core-shell, топологические реакции.
Поступила в редакцию: 01.12.2023 Исправленный вариант: 01.12.2023 Принята в печать: 18.01.2024
Полный текст:
PDF файл (1365 kB)