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MgAgSb合金在300548K温度区间具有较低的本征热导率,但载流子浓度较低,尚未达到最佳范围,功率因子和热电优值仍有较大提升空间。此外,该合金的电热输运机制尚不清楚,制约进一步的性能优化。本文主要通过元素掺杂增大MgAgSb基合金的载流子浓度,提高功率因子和热电优值。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、Seebeck系数/电导率综合测试系统、闪光导热仪和综合物性测量系统等手段主要研究了烧结温度、合金成分和Mg位掺杂(Li、Ca和Yb)对MgAgSb基合金的微观组织、输运特性和热电性能的影响规律,采用单能带抛物线理论结合声学支散射模型和Debye-Callaway模型及结构分析查明电热输运机制,揭示掺杂改性机理。研究发现,烧结温度对MgAg0.97Sb0.99合金的晶粒尺寸、相组成和热电性能有明显影响。当烧结温度不高于573K时,MgAg0.97Sb0.99合金为纯相,晶粒尺寸较小(约150nm);当烧结温度为593K时,晶粒尺寸显著增大(15μm);当烧结温度为613K时,出现微量第二相。随烧结温度升高,载流子浓度先降低后上升,功率因子先减小后增大,总热导率单调增大,热电优值下降。通过优选合金成分,即增加Sb含量,增大了MgAg0.97Sb0.99+x合金的载流子浓度,提高了功率因子。当x不高于0.005时,合金为纯相;当x为0.01时出现Sb纳米颗粒。Sb含量增加,载流子浓度与电导率先显著增大后略减小,功率因子单调升高,其中室温值由18.2μWcm-1K-2升至22.9μWcm-1K-2。同时总热导率也增大,热电优值未见提高,但高功率因子有利于提高热电器件的输出功率密度。采用理论模型计算确定MgAg0.97Sb0.99合金的最高功率因子对应的最佳载流子浓度为9.0×1019cm-3,未掺杂合金的载流子浓度仅为2.7×1019cm-3,通过Li掺杂大幅度增大Mg1-xLixAg0.97Sb0.99合金的载流子浓度,显著提高功率因子。随Li掺杂量增加,功率因子先升高后降低,当x=0.01时出现峰值,室温为24.0μWcm-1K-2;同时晶格热导率先减小后增大,最终平均热电优值(300548K)略有提高,从1.0(x=0)升至1.1(x=0.01)。采用Ca或Yb掺杂增大Mg1-xMxAg0.97Sb0.99(M=Ca或Yb)合金的载流子浓度,降低晶格热导率,提高热电优值。Ca掺杂量增加,Mg1-xCaxAg0.97Sb0.99合金的载流子浓度单调增大,功率因子升高;产生晶格畸变,降低晶格热导率。Yb掺杂量增加,Mg1-xYbxAg0.97Sb0.99合金的载流子浓度先升高后基本不变,功率因子先升高后略降低;晶格热导率先显著降低后升高,热电优值在x=0.005时达最大,最高热电优值在548K为1.4。相比Ca掺杂,相同量Yb掺杂造成更强烈的晶格畸变,显著降低晶格热导率,明显提高热电优值。采用高能球磨结合快速烧结方法制备出纳米结构的MgAgSb合金,通过引入高密度的空位晶界、层错、位错等缺陷,大幅度增强了声子散射概率,降低了晶格热导率。MgAg0.97Sb0.99合金的本征载流子浓度远低于理论最佳值,主要通过元素掺杂增大载流子浓度,提升功率因子,同时晶格畸变降低晶格热导率,提高热电优值。