2021年1月27日
如果人们能找到可持续和有效的方法来避免浪费，就可以避免迫在眉睫的环境危机。
在这方面，将技术设备和工业过程产生的废热回收为电能是一个有待改进的领域。在这一领域，热电材料是研究的核心，因为它们能够以最小的成本产亚博网站下载生清洁电力。
如果热电材料必须在高度不同的领域使用亚博网站下载，如钢铁厂和运输，它们应该能够在低温和高温条件下工作。
因此，“半赫斯勒镍基合金”正因其优异的耐久性、机械强度和热电效率而吸引着人们的极大兴趣。
尽管已经做出了相当大的努力来解释和增强这些不寻常的合金，但研究人员发现，很难解释为什么半赫斯勒镍基合金表现出了高转换效率。
一些科学家假设，这种材料的晶体结构缺陷提高了其导热性，从而提高了其转换效率。但围绕缺陷的晶体结构，包括它们的特殊贡献，尚不清楚。
一项新研究发表在科学报告由来自土耳其和日本的研究小组领导的宫崎英寿副教授名古屋工学院现在，日本已经试图解决这个问题。
研究人员的研究结合了实验和理论分析，对NiZrSn合金的X射线吸收精细结构(XAFS)谱和大规模晶体结构模拟。
在这些方法的帮助下，研究人员初步估计了一个额外的Ni原子(缺陷)对NiZrSn晶体排列的结构效应。然后，使用不同种类的XAFS测量，他们验证了假设的预测。
在我们的理论框架中，我们假设晶格畸变是原子缺陷的结果，以执行第一性原理能带结构计算。XAFS通过比较晶体结构的实验光谱和理论光谱，可以获得原子缺陷周围局部晶体结构的详细信息．
宫崎英寿博士，名古屋工业大学副教授
这样的观察使研究小组能够精确地测量相邻原子中镍缺陷引起的应变。研究人员还研究了这种修饰导致更高的热导率(从而提高转换效率)的机制。
研究结果将为开发热电技术奠定基础。
我们期望我们的结果将有助于以控制缺陷原子应变为中心的策略的发展，这反过来将允许我们设计新的和更好的热电材料亚博网站下载．
宫崎英寿博士，名古屋工业大学副教授
人们希望这将大大推进热电转换技术，并加快向低碳和低浪费社会的过渡——在这个社会中，多余的热量不仅被丢弃，而是作为一种能源加以回收。
总之，宫崎骏博士强调，用于可视化晶体结构中应变的精细修饰的方法可以迅速被修饰以适应其他类型的材料，比如用于催化剂和自旋电子应用的材料。
毫无疑问，探索材料科学中错综复杂的细节会有很多收获，研究人员可以相信，这种分析代表了朝着更美好未来的正确方向迈出的一步。亚博网站下载亚博老虎机网登录
这项研究的部分资金来自日本科学促进协会(JSPS)的科学研究资助(KAKENHI) (C) (17K06771, 18K04748, 20K亚博老虎机网登录05100和20K05060)。
期刊引用:
宫崎骏,H。等．(2020)探测半heusler热电NiZrSn合金结构缺陷附近的局部畸变。科学报告。doi.org/10.1038/s41598 - 020 - 76554 - 9．
来源:https://www.nitech.ac.jp/eng/