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Thermoelectric properties of Fe2-xTi1+xO5 solid solutions: Influence of microcracking and Nb substitution

  • The synthesis route and thermoelectric characterization of n-type Fe2-xTi1+xO5 (0 ≤ x ≤ 0.5) and Fe1.75(Ti1-yNby)1.25O5 (0 ≤ y ≤ 0.05) are presented. Their electrical conductivity obeys the small polaron model and their Seebeck coefficient is weakly dependent on temperature. The carrier concentration is increased with increasing Ti content in Fe2-xTi1+xO5, thus improving the electrical conductivity and decreasing the absolute values of the Seebeck coefficient. The composition with x = 0.5 shows reduced electrical conductivity contradicting the change in the carrier concentration, as it contains more microcracks than the other compositions. Fe2-xTi1+xO5 exhibits extremely low thermal conductivity. Fe2-xTi1+xO5 with x = 0.25 exhibits the highest ZT, ~ 0.014 at 1000 K. Therefore, a limited extent microcracks are beneficial to thermoelectric properties; however, when they are too extended they can be detrimental. On the contrary to Fe2TiO5, Nb substitution into Fe1.75Ti1.25O5 does notThe synthesis route and thermoelectric characterization of n-type Fe2-xTi1+xO5 (0 ≤ x ≤ 0.5) and Fe1.75(Ti1-yNby)1.25O5 (0 ≤ y ≤ 0.05) are presented. Their electrical conductivity obeys the small polaron model and their Seebeck coefficient is weakly dependent on temperature. The carrier concentration is increased with increasing Ti content in Fe2-xTi1+xO5, thus improving the electrical conductivity and decreasing the absolute values of the Seebeck coefficient. The composition with x = 0.5 shows reduced electrical conductivity contradicting the change in the carrier concentration, as it contains more microcracks than the other compositions. Fe2-xTi1+xO5 exhibits extremely low thermal conductivity. Fe2-xTi1+xO5 with x = 0.25 exhibits the highest ZT, ~ 0.014 at 1000 K. Therefore, a limited extent microcracks are beneficial to thermoelectric properties; however, when they are too extended they can be detrimental. On the contrary to Fe2TiO5, Nb substitution into Fe1.75Ti1.25O5 does not obviously improve its thermoelectric properties.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Cong Chen, F. Giovannelli, F. Delorme
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Ceramics International
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.5 Röntgenbildgebung
Verlag:Elsevier
Verlagsort:Amsterdam
Jahrgang/Band:44
Ausgabe/Heft:17
Erste Seite:21794
Letzte Seite:21799
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Fe2TiO5; Pseudobrookite; Thermoelectric
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
DOI:10.1016/j.ceramint.2018.08.282
ISSN:0272-8842
ISSN:1873-3956
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:17.10.2018
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:22.11.2018
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