Revealing multi-stage growth mechanism of Kirkendall voids at electrode interfaces of Bi2Te3-based thermoelectric devices with in-situ TEM technique

材料科学 柯肯德尔效应 热电效应 原位 电极 热电材料 纳米技术 机制(生物学) 光电子学 工程物理 冶金 复合材料 物理化学 化学 气象学 哲学 工程类 物理 认识论 热力学 热导率
作者
Yangjian Lin,Xinzhi Wu,Yuchen Li,Feng Cheng,Weishu Liu,Binghui Ge
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:102: 107736-107736 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2022.107736
摘要

The thermal stability of the electrode interface is always a critical concern in the long-term service of thermoelectric power generators (TEGs). This work has systematically investigated the thermal stability of the interfaces of Ni/Bi 2 Te 2.7 Se 0.3 and Ni/Bi 0.4 Sb 1.6 Te 3 of the Bi 2 Te 3 -based Thermoelectric generator (TEG) device by using high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) with in-situ heating technique. Kirkendall voids (KVs) were directly observed in the electrode interfaces of both Ni/Bi 2 Te 2.7 Se 0.3 and Ni/Bi 0.4 Sb 1.6 Te 3 , providing thus the microscopic reason for the naked-eye cracks causing thermal failure. The growth of KVs of the as-investigated interfaces shows multi-stage behavior. This effect is attributed to the superimposition of vacancy coalesce due to the interdiffusion and interface stress mechanisms owing to the plastic difference and volume shrinkage relative to the interface reaction. Among the various interface reactions, the reaction of 3 Ni+ 2 Bi 2 Te 3 = 3 Ni Te 2 + 4 Bi has the largest volume shrinkage, and hence decisively affects the growth of KVs. An outlook relative to the design of the thermal stability is also provided from the point of view of reducing the local stress to suppress the formation of KVs, which is regarded as a valuable guideline for the electrode interface design of TEGs. • The structural evolution of electrode contact interface (the interfaces of Ni/Bi 2 Te 3 ). • Acquired an insight relative to the thermal stability of the Bi 2 Te 3 -based TEGs. • The formation and growth of KVs observed in both the interfaces of Ni/Bi 2 Te 3 in the in-situ HRTEM experiment. • The formation and growth of KVs can be viewed as a balance of the local stress, in a similar kinetic mechanism of multi-stage growth.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
xzz完成签到,获得积分10
刚刚
guanguan完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
大哈哈发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
文小杰完成签到,获得积分10
2秒前
无花果应助貔貅采纳,获得10
2秒前
2秒前
香蕉觅云应助zzn采纳,获得10
3秒前
3秒前
西安天马发布了新的文献求助10
4秒前
yyy完成签到,获得积分10
4秒前
大意的长颈鹿完成签到 ,获得积分10
4秒前
lshl2000完成签到,获得积分10
4秒前
活泼啤酒完成签到 ,获得积分10
5秒前
深情安青应助Captain采纳,获得10
5秒前
jiayuY完成签到 ,获得积分20
6秒前
孤独孤风完成签到,获得积分10
6秒前
ws_WS_完成签到 ,获得积分10
6秒前
yye完成签到,获得积分10
7秒前
baymax完成签到 ,获得积分10
8秒前
机会啊完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
完美世界应助daihaoran采纳,获得10
9秒前
焜少发布了新的文献求助10
10秒前
shinysparrow应助找文献呢采纳,获得20
10秒前
向日葵完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
共享精神应助夜之枫采纳,获得10
10秒前
11秒前
贺忻发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
popo6150完成签到,获得积分10
12秒前
CodeCraft应助玄月采纳,获得30
12秒前
WX完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
手快的后果完成签到,获得积分10
14秒前
江十三完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
殿下完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 1000
Corrosion and Oxygen Control 600
Yaws' Handbook of Antoine coefficients for vapor pressure 500
Python Programming for Linguistics and Digital Humanities: Applications for Text-Focused Fields 500
Heterocyclic Stilbene and Bibenzyl Derivatives in Liverworts: Distribution, Structures, Total Synthesis and Biological Activity 500
重庆市新能源汽车产业大数据招商指南(两链两图两池两库两平台两清单两报告) 400
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2551660
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2177723
关于积分的说明 5610647
捐赠科研通 1898626
什么是DOI,文献DOI怎么找? 947949
版权声明 565534
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 504214