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在环境、能源危机日益严峻的今天,研发绿色环保的新型能源材料受到了世界各国的广泛重视。热电材料作为一种可以直接将热能转换成电能的材料,在太阳能、地热、工业余热发电等能源领域有广阔的应用前景,同时其具有无污染、高效等特点,因此受到广大科研工作者的密切关注。本文以PbS为研究对象,采用水热法制备PbS粉末,然后通过放电等离子烧结(SPS)和冷压两种不同的成型工艺制备PbS块体,并对材料的微观结构和热电性能进行了表征。研究的主要内容如下:(1)采用水热法制备了PbS粉末,通过改变水热合成的温度、添加表面活性剂,研究了合成工艺参数对得到的PbS粉末形貌的影响。实验结果显示在不添加表面活性剂的情况下,合成的PbS晶粒具有树枝状的结构,并且随着合成温度的增加,其平均晶粒尺寸减小。当添加表面活性剂后,PbS的晶粒尺寸进一步减小,并且形貌发生改变。(2)采用水热法分别在150°C和180°C下制备了PbS粉末,然后分别通过冷压和放电等离子烧结(SPS)两种工艺制备PbS块体材料,用扫描电子显微镜(SEM)表征烧结前后样品的微观形貌,发现冷压处理的样品有明显的裂纹。样品的热电性能测试结果显示,SPS和冷压处理样品的ZT都随温度的升高而增大,在测试的最高温度达到了最大的ZT值,分别为0.29和0.16。(3)采用水热法制备了Bi2S3掺杂的PbS粉末,然后通过放电等离子烧结(SPS)制备块体样品,较为系统的研究了Bi2S3的掺杂量对PbS热电性能的影响。实验结果显示,适量的掺杂Bi2S3后所有样品的热导率有明显的降低,同时电导率显著的增加,ZT值随温度的升高而增加。当Bi2S3的掺杂量为1%时,样品的最大ZT值从0.29提高到0.55。(4)采用水热法制备了Bi2S3和Cu2S双掺的PbS粉末,然后通过放电等离子烧结(SPS)制备PbS块体材料。结果证明,我们成功地将Bi2S3和Cu2S掺杂进PbS粉末;并且掺杂Cu2S对晶粒的形貌和尺寸影响较小;当同时掺杂1%的Bi2S3和1%的Cu2S时,样品的功率因子和ZT值达到最大值,在773K,其对应值分别为6.5μWcm-1k-2和0.83。