Metallphosphide mit Mg, Mn,Cu, Co und Ni als thermoelektrische Materialien

Henge, Dennis (2016)
Metallphosphide mit Mg, Mn,Cu, Co und Ni als thermoelektrische Materialien.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

URL / URN: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/5784

Kurzbeschreibung (Abstract)

Im Rahmen dieser Arbeiten wurden Phosphide der allgemeinen Zusammensetzung AxByPz (A = Mg, Ca, Sr, Ba, Mn; B = Cu, Co, Ni) mittels Hochtemperaturmethode synthetisiert, via Röntgendiffraktometrie und Rietveldmethoden charakterisiert und ihre thermoelektrische Materialien in einem Temperaturbereich von 400 bis 700 °C untersucht. Alle hergestellten Phosphide bestehen dabei aus Elementen, die besser verfügbar, günstiger und weniger toxisch sind als die bisher für thermoelektrische Anwendungen verwendeten Elemente. Diese Eigenschaften sind gute Voraussetzungen, um den Einsatz von Phosphiden in thermoelektrischen Bauteilen voranzubringen. Die Entwicklung von Verdichtungsstrategien durch Spark Plasma Sintering bilden einen wesentlichen Teil der Arbeit und ermöglichten die Herstellung von hochverdichteten Proben. An diesen wurde die Messung der Seeeck-Koeffizienten, der elektrischen und Temperaturleitfähigkeiten, sowie der spezifischen Wärmekapazitäten und der Dichten durchgeführt. Auf Grundlage dieser Daten wurden die thermoelektrischen Gütefaktoren zT bestimmt. Es wird in dieser Arbeit gezeigt, dass insbesondere die dargestellten Verbindungen Mg1-xMnxCuP (x = 0; 0,1; 0,15; 0,2) sehr gute thermoelektrische Eigenschaften aufweisen, die mit den in der Literatur publizierten Werten für andere thermoelektrische Materialien im gleichen Temperaturbereich vergleichbar sind. Weitere Verbindungen, wie z.B. Mg3Ni20P6 und SrNi9P5, wurden synthetisiert und erstmalig thermoelektrisch und magnetisch charakterisiert. Darüber hinaus wurden die Verbindungen, MnCo6P4 und γ-MnP4, erfolgreich synthetisiert und deren Kristallstrukturen mittels Röntgendiffraktometrie erstmals aufgeklärt und beschrieben.

Typ des Eintrags:

Dissertation

Erschienen:

2016

Autor(en):

Henge, Dennis

Art des Eintrags:

Erstveröffentlichung

Titel:

Metallphosphide mit Mg, Mn,Cu, Co und Ni als thermoelektrische Materialien

Sprache:

Deutsch

Referenten:

Albert, Prof. Dr. B ; Schneider, Prof. Dr. J

Publikationsjahr:

2016

Ort:

Darmstadt

Datum der mündlichen Prüfung:

20 Juni 2016

URL / URN:

http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/5784

Kurzbeschreibung (Abstract):

Alternatives oder übersetztes Abstract:

Alternatives Abstract

Sprache

This work reports on the characterization of phosphides as thermoelectric materials at temperatures of 400 °C to 700 °C. The phosphides presented in this work contain elements which are better available, cheaper and less toxic than elements, compared to those used in state-of-the-art thermoelectrics. In this work phosphides of the general composition AxByPz (A = Mg, Ca, Sr, Ba, Mn; B = Cu, Co, Ni) were synthesized via high-temperature synthesis and fully characterized for the first time using x-ray diffraction and Rietveld refinements. Beyond, the isolated phosphides were successfully densified employing spark plasma sintering and are an essential part of this work. Subsequent measurements of Seebeck coefficients, electrical conductivities, temperature diffusivities, specific heat capacities and densities were performed on the highly densified samples. Thermoelectric figure of merit zT was calculated using the obtained results. It is shown that the compounds with composition Mg1-xMnxCuP (x = 0; 0,1; 0,15;0,2) exhibit very good thermoelectric properties comparable to state-of-the-art compounds used in this temperature range. Several other compounds, e.g. Mg3Ni20P6 and SrNi9P5, were synthesized and characterized for the first time as new thermoelectric and magnetic materials. Furthermore, the interesting compounds, MnCo6P4 and γ-MnP4, were for the first time synthesized and the crystal structures were solved using X-Ray diffraction.

Englisch

Freie Schlagworte:

Thermoelektrik, Phosphide

URN:

urn:nbn:de:tuda-tuprints-57843

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC):

500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie

Fachbereich(e)/-gebiet(e):

07 Fachbereich Chemie
07 Fachbereich Chemie > Eduard Zintl-Institut > Fachgebiet Anorganische Chemie

Hinterlegungsdatum:

04 Dez 2016 20:55

Letzte Änderung: