Pichon, Pierre-Yves und Berneron, Pierre und Levinsky, Joshua und Burema, Arjan und Graeme, Blake und Berthebaud, David und Gascoin, Stephanie und Gascoin, Frank und Herbert, Sylvie und Amtsfeld, Jonas und Hommels, Tijmen und Huijben, Mark und de Boor, Johannes und Müller, Eckhard und Navone, Christelle und Schönecker, Axel (2020) Stability and thermoelectric performance of doped higher manganese silicide materials solidified by RGS (ribbon growth on substrate) synthesis. Journal of Alloys and Compounds, 832 (154602). Elsevier. doi: 10.1016/j.jallcom.2020.154602. ISSN 0925-8388.
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Kurzfassung
Large scale deployment of thermoelectric devices requires that the thermoelectric materials have stable electrical, thermal and mechanical properties under the conditions of operation. In this study we examine the high temperature stability of higher manganese silicide (HMS) materials prepared by the RGS (ribbon growth on substrate) technique. In particular we characterize the effect of element substitution on the structural and electrical changes occurring at the hot side of temperatures of thermoelectric devices relevant to this material (600°C). Only by using suitable substitution (4% vanadium at the Mn site) can we obtain temperature-independent structural parameters in the range 20°C - 600°C, a condition that results in stable electrical properties. Additionally, we show that 4% vanadium substitution at the Mn site offers the best thermoelectric figure of merit among the different compositions reported here with ZTmax=0.52, a value comparable to the state of the art for HMS materials. Our analysis suggests that ionized impurity scattering is responsible for the better performance of this material.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/137151/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Stability and thermoelectric performance of doped higher manganese silicide materials solidified by RGS (ribbon growth on substrate) synthesis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 15 August 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Journal of Alloys and Compounds | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 832 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1016/j.jallcom.2020.154602 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | Elsevier | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0925-8388 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | Thermoelectric materials; crystal growth; microstructure; crystal structure; electrical transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Luftfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Antriebssysteme | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Luftfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | L ER - Engine Research | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | L - Turbinentechnologien (alt) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Werkstoff-Forschung > Thermoelektrische Materialien und Systeme | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Frank, Adina | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 06 Nov 2020 09:44 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 15 Aug 2022 03:00 |
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