机械合金化法制备环保热电材料：β-FeSi2的研究进展

2012年3月，王晓晖和孙丽美在《内蒙古大学学报(自然科学版)》发表了题为"机械合金化制备β-FeSi2热电材料"的文章，该研究旨在探索一种新型环保材料的制备方法。作者利用机械合金化技术结合氩气退火工艺，成功制备了高性能的β-FeSi2热电材料。这项工作针对的是全球环境污染和能源危机背景下的新材料研发需求。 研究过程中，作者通过XRD（X射线衍射）和SEM（扫描电子显微镜）技术对不同球磨时间的Fe-Si混合粉体进行了深入分析。他们发现，随着球磨时间的增加，粉末中的颗粒不断细化，最终形成了Fe-Si纳米晶合金。具体来说，在球磨20小时后，铁的衍射峰变宽，而硅的衍射峰逐渐减弱，表明形成了α-Fe(Si)过饱和固溶体。进一步的球磨至120小时后，合金中出现了ε-FeSi和β-FeSi2两种相。 关键转折点在于通过调整Si/Fe原子比例为2.3，对球磨120小时后的合金粉末进行800℃的退火处理20小时，成功得到了单一相的β-FeSi2热电材料。这一成果对于提高热电材料的性能，尤其是其热电转换效率具有重要意义。 机械合金化作为一种新兴的材料制备方法，它利用高能球磨技术实现粉末间的原子级混合，能够制备出具有优异性能的纳米晶、准晶、非晶等新型材料。虽然这种方法在20世纪70年代初就已经兴起，但直到近年来才在热电材料领域得到广泛应用。国内外许多学者都在积极研究和优化机械合金化工艺，以适应不断增长的能源需求和环境保护目标。 总结来说，这篇文章不仅提供了β-FeSi2热电材料的制备路径，还展示了机械合金化技术在热电材料领域的潜力和应用前景，为环保材料的发展贡献了一项重要的研究成果。