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BiTe基材料是目前常温下性能最好的热电材料之一,被广泛应用于商用制冷元件中。为了提高BiTe基热电材料的热电性能,国内外研究人员多从改进材料制备工艺着手进行探索,如区熔法、放电等离子烧结法、微波烧结法、热压法等。但上述方法大都工艺复杂、成本昂贵,却很少有人关注BiTe基热电材料制备过程中的熔体状态对材料凝固组织和性能的影响。本文以BiTe基热电材料(BiXSb1-X)2Te3(X=0.3,0.4,0.5)作为研究对象,首先采用直流四电极法,通过分析连续升降温过程中熔体的电阻率-温度行为,探索了温度诱导的熔体结构转变发生的可能性、可逆性及温度区间。并根据电阻率实验的结果,通过改变三元(BiXSb1-X)2Te3热电材料的熔体热历史,采用热分析法、凝固组织观察、XRD、能谱分析、热电性能测试等实验手段,探索熔体热处理对(BiXSb1-X)2Te3凝固行为、组织与性能的影响。主要创新性结论概述如下:1、在(BiXSb1-X)2Te3(X=0.3,0.4,0.5)合金液相线以上几百度的温度范围内,升温过程的电阻率-温度曲线均出现了明显的异常变化,而随后降温过程的曲线却十分平滑,这些结果提示,三种合金在升温过程中发生了温度诱导的熔体结构转变,且该熔体结构转变是不可逆的。2、凝固热分析及组织检验表明:(BiXSb1-X)2Te3(X=0.3,0.4,0.5)合金的凝固组织由两相组成;熔体结构状态发生改变的(BiXSb1-X)2Te3合金,其凝固形核过冷度和生长过冷度增大,形核主导阶段潜热释放的速度增大,形核率明显提高,并且条状金属间化合物相(BiXSb1-X)2Te3细化;此外,凝固组织的择优取向性减弱,Te基固溶体相的含量增多。3、Bi0.3Sb1.7Te3、Bi0.5Sb1.5Te3材料Seebeck系数及电阻率测试结果表明,熔体结构状态对(BiXSb1-X)2Te3(X=0.3,0.5)材料热电性能有显著的影响。与熔体状态发生改变前的凝固试样相比,熔体结构状态发生改变后凝固试样的Seebeck系数显著增大,同时电阻率降低;计算结果显示,最高功率因子分别达到了8.66×10-3、6.28×10-3W/(mK2),分别提升了142%、107%。综上所述,BiTe基热电材料熔体状态的改变,可明显影响其凝固组织,从而显著提升材料的热电性能。因此,运用熔体处理操控熔体状态,籍以改善材料的热电性能,这对热电材料制备方法的创新具有重要意义。