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1. 研究目的与意义（文献综述）
随着当今社会的飞速发展，各行各业对能源的需求量越来越大。能源是社会发展的根本，随着各个领域的能源消耗量不断增加，能源开发的环境友好性与可持续发展逐渐成为各个国家所关注的主要问题之一。而现目前主要供给的能源是石油、天然气等不可再生能源，且其过度开发不仅会造成资源匮乏，还会大大污染人类赖以生存的大自然。这类供需矛盾在全球发展的道路上愈显突出。因此，提高如风能、太阳能等环保能源的利用与转化，降低化石能源的使用比例十分关键。而新型环保材料：热电材料是一种能直接进行热能与电能转化的功能材料，具有无机械传动、体积小、无噪音、零排放、易于维护等优点，为新能源发展和改善环境提供了一条新思路。
zintl相化合物具有较高的电导率和较低的热导率，具有“电子晶体-声子玻璃”的输运特性。由于制备技术的不断进步，热电材料的热电性能不断改善，zintl相化合物的热电优值已经突破了1.0，显示出极大的发展潜力。mg3sb2是1-2-2族的一个特例（mg2 与[mg2sb2]2-以离子键键合），虽然mg3sb2合金具有层状结构，但其并没有明显的择优取向的趋势，有助于提高实验数据观测的可靠性。衡量热电材料性能的参数为无量纲热电优值zt，zt=s2σt/К。bhardwaj等研究了bi掺杂mg3sb2合金的热电性能，bi掺杂后，其热电优值有了较大提升，热电优值zt达到0.6；bhardwaj等还研究了纳米化对bi掺杂mg3sb2合金热电性能的影响，发现纳米化大大降低了晶格热导率，提升了热电性能，最大zt值达到0.94。imasato等人还研究了bi掺杂后对电子结构的影响，bi掺杂后，能带带隙变窄，有效质量减小，迁移率增大，电输运性能进一步提高。通过掺杂可以精确地调控载流子浓度并增强对声子的散射，通过优化合成工艺能改良材料物相，提高热电性能。mgbisb合金所具有的优异热电性能和发展潜力受到了广大学者的密切关注。但mg的高蒸气压和腐蚀性使得mgbisb基化合物在合成过程中mg容易腐蚀容器导致mg缺失促进了mg空位的形成，这会导致电子浓度降低，从而影响样品的热电性能。而水热合成与钽管密封等合成方法技术要求高，耗时耗能[14]。
压力是材料合成中的一个新的反应变量，是常压下不存在的、新的化学反应的“催化剂”，从而为发现新物质，创造新的合成方法开启一扇新的大门。压力可以增加反应物的局部浓度，改变分子空间的排列方式，从而对反应坐标上的过渡态、中间物和最终产物的种类产生影响。材料在高压下，具有独特的结构和不同寻常的性能。因此通过实验探索高温高压一步合成mgbisb基化合物的最优合成工艺十分重要。通过优化合成工艺，不仅能获得纯相的mgbisb合金，还能降低能源消耗量，提高生产效率和能源利用率。
2. 研究的基本内容与方案
研究的基本内容和目标：
（1）采用一步高压法合成mgbisb基热电材料；
（2）结合xrd、sem等测试分析高压合成的温度、压力和升温曲线等对材料物相和微观结构的影响；
3. 研究计划与安排
3.06—3.15：阅读文献，熟悉zintl相热电材料与镁铋锑热电材料的基本知识；
3.16—3.25：完成并上传5000字以上的文献翻译工作和开题报告；
3.26—4.10：熟悉实验操作，完成第一组样品的合成及工艺分析；
4. 参考文献（12篇以上）
[1]王超, 张蕊. 新型热电材料综述[j]. 2017, 电子科技大学学报, 06(01): 133-150.
[2]吴震. sb基zintl相化合物的结构与热电性能研究[d]. 济南：山东大学，2017.
[3]吕峰. 固相反应结合放电等离子体烧结制备mg3sb2-xbix（0≤x≤1.2）热电材料及其性能研究[d].太原：太原理工大学，2015:1-71.
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