PbTe热电材料的合金化研究

[目的]探索PbTe热电材料的合金化方法。[方法]利用机械合金化方法和高频熔炼方法快速制备PbTe热电材料。首先,通过调整Pb和Te成分配比,球磨时间,制备出品质较好的PbTe热电材料;其次,利用高频熔炼的方法制备PbTe材料;最后对所制备的样品进行X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试和分析,比较两种方法制备样品的优缺点。[结果]机械合金化制备的PbTe样品退火时,细化的晶粒开始回复和再结晶,结晶度明显增加,但是仍然低于高频熔炼的样品,且退火后,块状PbTe材料中存在大量的缺陷和晶格的畸变。[结论]通过机械合金化制备的PbTe样品结晶度明显低于高频炉制备的样品。     

石墨烯复合β-Zn4Sb3材料的热电性质

将不同比例的石墨烯粉末和β-Zn_4Sb_3粉末混合,通过热压法制备出复合材料样品,并对其结构和热电性质进行检测. X射线衍射结果表明,样品的主要成分仍然是β-Zn_4Sb_3相,晶粒尺寸随石墨烯浓度的增加略有减小.这说明石墨烯浓度在5.0%以内时对样品的物相形成没有明显影响.另外,复合石墨烯后样品的Seebeck系数变化不大,但电导率降低、热导率略有增大,从而使热电优值有所降低,主要是由于石墨烯的掺入在样品中引入了电子补偿效应,使原来受主能级上的空穴减少,进而降低了样品中的载流子浓度,同时也改变了β-Zn_4Sb_3中Zn原子无序结构.     

TiO_2/β-Zn_4Sb_3复合热电材料的制备及性能

采用真空熔融缓冷方法合成了单相β-Zn4Sb3化合物,并通过水解钛酸四丁酯（TBOT）制备了Ti O2/β-Zn4Sb3复合材料。采用放电等离子（SPS）烧结获得了致密的块材样品。研究了Ti O2质量分数对复合材料热电性能的影响规律。结果发现,随着Ti O2质量分数的增加,材料的Seebeck系数升高,电导率和热导率均...     

高温高压对Bi_(0.45)Sb_(1.55)Te_3热电性能的调控

采用高温高压法在30min内实现从元素粉末(Bi,Sb,Te)到块体纯相Bi_(0.45)Sb_(1.55)Te_3的快速合成,并利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜及高分辨透射电子显微镜表征样品的相成分和微结构,测试其在室温下的电输运性能.结果表明:高温高压法是一种简单、快速合成块体热电材料的途径;Bi_(0.45)Sb_(1.55)Te_3样品由结晶性良好的典型层状晶体构成;电阻率随合成压力的升高而增加;合成压力为2GPa的样品获得最大功率因子为10.85μW/(cm·K~2).     

热电联产系统的热电分摊机制

针对现有的几种常见的热电分摊机制所存在的问题进行多层次剖析,建立热电分摊的新概念.从能的梯级利用角度分析,在分析法和折合法的基础上建立新的分摊模型,通过数学推导得到损法的数学表达式.损法依据联产系统发电部分和供热部分在能量转化过程中的不同作用以及各自在联产系统相对于分产系统损的减少上的贡献按质进行热电分摊,考虑能量在数量和品质上的差别.与以往的热电分摊模型相比,这种方法概念清晰,物理意义明确,热、电双方均得益,有利于提高热电双方热电生产的积极性.     

层状热电材料SrAl2Ge2的制备与性质研究

以Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ族元素为主的笼状物热电材料研究近年来发展迅速,尤其是在优值系数ZT值上取得了重大突破,而从Sr-Al-Ge笼状物体系中获得的层状结构热电材料却鲜有人关注.本研究利用铝元素作为助溶剂,在1150℃下成功合成了层状SrAl_2Ge_2单晶.采用X射线衍射仪对样品粉末进行表征,通过Rietveld精修证明该晶体具有CaAl_2Si_2结构(空间群为P3-m1,晶胞参数a=b=4.2339(1)?,c=7.4809(0)?).变温电阻率测试发现单晶样品沿c轴方向具有p型半导体行为,此外其在2～300 K低温下的比热(C_p)数据符合德拜模型.本研究结果对于开发新型无毒、高性能热电材料具有一定参考价值.     

Nb掺杂对微波制备TiCoSb Half-Heusler合金热电性能的提升

TiCoSb Half-Heusler合金固有的高导热性,以及传统制备方法制备周期长、成本高等缺点限制了其商业化应用。采用微波合成与急速热压烧结相结合的方法成功制备了低热导率的Ti_1-xNb_xCoSb Half-Heusler合金,大大缩短了制备周期,同时提高了TiCoSb Half-Heusler合金的致密度。研究了Ti位Nb取代对Ti_1-xNb_xCoSb Half-Heusler热电材料的相组成、成分分布及热电输运性能的影响。在功率因子增加和晶格热导率降低的共同作用下,Ti_1-xNb_xCoSb样品的热电优值(ZT)得到显著优化。在725 K时,Ti_0.93Nb_0.07CoSb样品的最大ZT值为0.1,比相同工艺下制备的TiCoSb纯相样品高两个数量级。     

聚苯胺热电性能研究

通过测定一系列不同质子酸掺杂的聚苯胺在不同温度下的电导率、Seebeck系数和热导率值，讨论了不同的掺杂酸和温度对电导率、Seebeck系数、热导率的影响．研究结果表明，聚苯胺有较小的热导率，且其与各种结构因素几乎无关；用有机酸进行二次掺杂的聚苯胺电导率和Seebeck系数均有所提高；温度升高电导率增加而Seebeck系数下降，但更高温度下会发生聚苯胺的脱掺杂使电导率下降而Seebeck系数增加．如能通过结构设计，改变制备条件合成出更高电导率和Seebeck系数聚苯胺，则其有可能成为性能良好的热电材料．     

关于热电联产与热电分产的分析比较

本文以双鸭山市中心区热电联产规划为题材,从技术指标和经济指标两方面对热电联产与热电分产进行分析比较,并得出结论。     

黄铁矿热电系数值在不同活化温度下的变化规律

黄铁矿热电性测试起步较早,在诸多领域都有应用.笔者阅读大量文献发现,研究者在黄铁矿热电性测试中对活化温度的选取上没有统一的标准,这也对测试数据的对比性造成很大影响.文章采用BHTE-06型热电性测试仪,采用多个活化温度对不同矿区黄铁矿样品进行热电性测试,旨在对黄铁矿热电性随活化温度变化规律进行探索研究,为后期热电性研究中活化温度的选取提供建议.     

浅谈热电联产——中国、丹麦热电联产的对比

从政策法规、供热系统两个方面,对丹麦和中国的热电联产进行分析比较。     

热电器件焊接层热电耦合应力分布特征

对热电器件焊料层的热电耦合应力特征进行了系统的研究,建立了热电发电器件单一材料和分段材料热电支腿结构的仿真模型.利用有限元软件ANSYS分析了焊料性能对热电转换效率的影响以及存两类结构边界条件下焊料层上的应力分布特征,得出了最可能的破坏位置,同时探讨了不同的材料分段对热电转换效率和焊料层可靠性的影响.所得结论对热电发电器件的优化设计和制造具有重要的指导意义.     

K掺杂Ca3Co4O9的微波合成和热电性能研究

以K_2CO_3,CaCO_3和Co_2O_3为原料,利用微波方法合成了系列样品Ca_(3-x)K_xCo_4O_9(x≤0.30).随着K掺杂量的增加,晶格单斜应力在0≤x0.10范围增加较快,而在0.10≤x≤0.30范围内变化不大.样品中空位型缺陷浓度随x先增加后减小,在x=0.10时,达到最大值.K掺杂样品的电导率随x增加而逐渐增加,Seebeck系数随x变化不大.样品的热导率在x=0.10时达到最低,其热电优值ZT也明显高于其他样品.在晶格应力、空位缺陷以及晶界三者的协同作用下,当T=873 K时,Ca_(2.90)K_(0.10)Co_4O_9的ZT可达到0.20.这一结果比溶胶凝胶法制备的样品ZT高约43%.     

一种新型热电热泵热水器的研究

对热电热泵进行了热力分析，并通过改变热媒流量、热媒温差、电流输入等运行参数，对热电热泵进行了实验研究．结果表明：在近室温条件下，热电热泵作局部供热应用时，其供热系数达到1.6以上，比较直接电加热的形式，热电热泵装置不失为一种节能途径．在此基础上，研制了热电热泵快热式热水器，对热水器各部件的匹配进行优化，并对各环节进行了传热强化．该热水器独特的热媒流程一方面回收了排水废热，同时提高了热电热泵性能．对样机进行性能测试表明，样机比普通电热水器节省电耗40％以上．     

热电联产的优越性及其技术改进

通过对热电联合生产经济性的分析以及与热电分别能量生产的热经济性进行比较,从而体现热电联产的优越性和存在的技术问题并对其提出改进意见.     

热电材料的现状及特点

随着环境和能源的问题日益突出,热电材料的发展倍受关注.论述了热电效应的基本原理,分析了几种近年来研究的热电材料的结构及特点.     

热电材料的现状及特点

随着环境和能源的问题日益突出,热电材料的发展倍受关注。论述了热电效应的基本原理,分析了几种近年来研究的热电材料的结构及特点。     

（Y，Gd，Eu）（PO4，BO3）红色荧光粉的制备及光谱研究

在固相反应的基础上,采用草酸根沉淀稀土粒子使其充分混合的前处理方法,合成出一种新型的硼磷酸钇钆铕荧光红粉。对样品进行了x射线衍射、红外和荧光光谱表征。与（Y,Gd,Eu）PO4相比,产物增加了与磷元素等摩尔量的硼。硼的掺入提高了发光强度,但没有改变样品的正磷酸盐单斜晶系结构。根据样品的红外光谱,发现其吸收峰与GdPO4的很相近,说明样品与GdPQ同构;同时分析了不同浓度Gd^3＋掺杂对样品发光强度的影响以及基质离子对Eu什的能量传递机理。通过对产物的分析发现其具有高的发光亮度及低的热猝灭效应,可作为一种优良的稀土三基色发光材料。最后将本实验所用方法与传统回相法对比,反应温度降低了100℃,发光强度提高了10％以上,且所得样品易粉碎、粒径小。     

压力对稀土元素Sm填充方钴矿化合物热电性能的影响

通过高温高压方法合成出稀土元素Sm填充n型方钴矿化合物SmxCo4Sb12（0〈x〈1）,并考察了在室温下Sm填充率对热电性能的影响规律.结果表明：SmxCo4Sb12化合物表现为n型传导;电阻率和Seebeck系数随着合成压力的增加逐渐增加;晶格热导率随着Sm填充分数的增加而降低,在Sm填充量为0.5时达到最小值.室...     

Ag,Er,Cu双掺杂对Ca3Co2O6热电性能的影响

采用溶胶 凝胶法和常压烧结技术, 制备一系列钴基氧化物热电材料Ca₃Co₂O₆和Ca_2.85M_0.15Co_2-yCu_yO₆(M=Ag,Er; y=0,0.1,0.2), 并通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)考察样品的物相组成和微观形貌, 在300~1 000 K测定样品的电导率和Seebeck系数, 分析掺杂不同元素对复合物热电性能的影响. 结果表明: 制备的所有材料均为单一物相, 结构致密; 不同双掺杂元素对材料的热电性能均有提升作用; 当Ag⁺和Cu²⁺的掺杂量分别为0.15,0.2时, 可获得最优的热电性能, Ca_2.85Ag_0.15Co_1.8Cu_0.2O₆在965 K时的功率因子为71 μW/(K₂·m).