Metallphosphide mit Mg, Mn,Cu, Co und Ni als thermoelektrische Materialien

Im Rahmen dieser Arbeiten wurden Phosphide der allgemeinen Zusammensetzung AxByPz (A = Mg, Ca, Sr, Ba, Mn; B = Cu, Co, Ni) mittels Hochtemperaturmethode synthetisiert, via Röntgendiffraktometrie und Rietveldmethoden charakterisiert und ihre thermoelektrische Materialien in einem Temperaturbereich von 400 bis 700 °C untersucht. Alle hergestellten Phosphide bestehen dabei aus Elementen, die besser verfügbar, günstiger und weniger toxisch sind als die bisher für thermoelektrische Anwendungen verwendeten Elemente. Diese Eigenschaften sind gute Voraussetzungen, um den Einsatz von Phosphiden in thermoelektrischen Bauteilen voranzubringen. Die Entwicklung von Verdichtungsstrategien durch Spark Plasma Sintering bilden einen wesentlichen Teil der Arbeit und ermöglichten die Herstellung von hochverdichteten Proben. An diesen wurde die Messung der Seeeck-Koeffizienten, der elektrischen und Temperaturleitfähigkeiten, sowie der spezifischen Wärmekapazitäten und der Dichten durchgeführt. Auf Grundlage dieser Daten wurden die thermoelektrischen Gütefaktoren zT bestimmt. Es wird in dieser Arbeit gezeigt, dass insbesondere die dargestellten Verbindungen Mg1-xMnxCuP (x = 0; 0,1; 0,15; 0,2) sehr gute thermoelektrische Eigenschaften aufweisen, die mit den in der Literatur publizierten Werten für andere thermoelektrische Materialien im gleichen Temperaturbereich vergleichbar sind. Weitere Verbindungen, wie z.B. Mg3Ni20P6 und SrNi9P5, wurden synthetisiert und erstmalig thermoelektrisch und magnetisch charakterisiert. Darüber hinaus wurden die Verbindungen, MnCo6P4 und γ-MnP4, erfolgreich synthetisiert und deren Kristallstrukturen mittels Röntgendiffraktometrie erstmals aufgeklärt und beschrieben