High thermoelectric performances of Bi–AE–Co–O compounds directionally growth from the melt

• Published in: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (1983) 2018-01, Vol.57 (1), p.1-8
• Main Authors: Diez, Juan-Carlos, Rasekh, Shahed, Madre, Maria A., Torres, Miguel A., Sotelo, Andres E.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Crecimiento direccional; Directional growth; Electrical properties; Oxide; Propiedades eléctricas; Termoeléctrico; Thermoelectric; Óxido
• ISSN: 0366-3175
• DOI: 10.1016/j.bsecv.2017.10.003

Bi2AE2Co2Ox (AE=Ca, Sr, and Ba) thermoelectric compounds were grown from the melt by the laser floating zone technique. Microstructural analysis of as-grown samples has shown the formation of well-aligned thermoelectric grains together with a relative high amount of secondary phases. On the other hand, a short (24h) thermal treatment (810°C for Sr, 800°C for Ca, and 750°C for Ba) under air, raises of thermoelectric phase content through the recombination of the secondary ones. These microstructural modifications led to a large decrease of electrical resistivity, improving the power factor. These results have been compared with samples prepared by the conventional solid state method and with the best values reported in the literature. From these data, it is possible to deduce that the high thermoelectric characteristics obtained in these samples make them very attractive for practical applications. Se han crecido materiales termoeléctricos de la familia Bi2AE2Co2Ox (AE=Ca, Sr y Ba) mediante la técnica de fusión zonal flotante inducida por láser. Los estudios microestructurales han revelado que las muestras crecidas están formadas por granos termoeléctricos bien alineados, acompañados de cantidades apreciables de fases secundarias. Por otro lado, la cantidad de fase termoeléctrica se ha aumentado mediante cortos (24h) tratamientos térmicos (810°C para el Sr, 800°C para el Ca y 750°C para el Ba) en aire, por reacción de las fases secundarias. Estas modificaciones microestructurales han originado una reducción de la resistividad eléctrica, mejorando el factor de potencia. Los resultados obtenidos se han comparado con los correspondientes a muestras preparadas mediante un proceso clásico en el estado sólido, así como con los mejores resultados que se pueden encontrar en la bibliografía. Todo ello indica que las muestras obtenidas en este trabajo pueden ser muy atractivas para aplicaciones prácticas.