Bi2Te3基热电材料的电输运性能研究进展

Bi2Te3基化合物是热电领域的代表性材料之一,被广泛应用于余热发电、固态制冷、温度探测等方面.该类材料具有复杂的能带结构,利用强自旋轨道和能带反转,有望对Bi2Te3基材料的热电性能实现优化.通过分析对比近些年Bi2Te3基材料的能带结构计算数据与部分实验结果,总结了Bi2Te3、N型Bi2Te3-x Sex和P型B...     

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...     

N型碳纳米管基热电材料研究进展

科技的不断发展对于能源供给方式提出了新的要求和挑战。在人体与外界环境温度差的驱动下,热电材料可以实现持续稳定的电能输出,能有效缓解能源危机。其中,碳纳米管(CNT)独特的结构使其具有优异的电学和力学性能以及较大的表面积,在热电材料中具有明显的优势,n型CNT在热电材料领域的应用也越来越广泛。围绕CNT基热电材料,首先介绍了热电材料的基本概念,接着概述了CNT的分类及其结构,重点介绍了n型CNT基热电材料的制备策略：掺杂和复合,指出了增强n型CNT的稳定性仍是未来的研究方向。     

MgH_2反应法制备Mg_2(Sn,Si)基热电材料及性能研究

采用Mg H2与Sn粉、Si粉通过固相反应法结合FAPAS法,实现了Mg2(Sn,Si)基热电材料的制备及快速致密化。采用Mg H2代替单质Mg粉与Sn粉、Si粉为原料进行固相反应可有效避免Mg单质的挥发和氧化。相较于纯Mg2Sn和纯Mg2Si样品,Mg2(Sn,Si)系列固溶体热导率显著降低,但同时电性能也有所下降,样品在500 K时获得最佳ZT值,其中Mg2Si0.5Sn0.5样品的ZT值最高,在500 K时达到0.18.Mg H2反应法由于反应温度低,容易实现,产品晶粒尺寸小,热电性能佳,对于制备Mg-Si体系热电材料有很大的优势。     

n型CaMnO3基氧化物热电材料研究进展

n型CaMnO3基氧化物是一种具有优异高温热电性能的n型热电材料体系,从CaMnO3基热电氧化物晶体结构、物性、电子结构、电热传输理论以及Ca位掺杂、Mn位掺杂、Ca和Mn位复合掺杂优化其电热输运性能的角度,综述了n型CaMnO3基热电氧化物的最新研究进展,给出了存在的问题和今后研究的方向.     

热电材料的研究进展

简要介绍了热电效应、热电材料性能评价方法,给出了评价热电材料的必要条件及改善品质因子的几种途径,系统阐述了热电材料的研究发展过程和近几年的最新研究动向.     

Na_xCo_2O_4热电材料的研究进展

介绍了NaxCo2O4氧化物热电材料的基本结构和热电性能,论述了NaxCo2O4热电材料的研究进展,并对NaxCo2O4材料的Na位掺杂(掺入K,Sr,Y,Nd,Sm,Yb,Ca,Ag)和Co位掺杂(掺入Ti,Rh,Pd,Pb,Mn,Ru)进行了评述·不同元素对Na位和Co位的掺杂效果的影响是不同的,但可以看出NaxCo2O4热电材料的掺杂研究有着非常好的研究价值和应用前景·     

Mg_2Si热电特性的第一性原理研究

运用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了Mg_2Si晶体中原子间的相互作用势能、电子的能带结构、声子谱、声子态密度和热力学参数.计算结果表明:当Mg_2Si晶体中各原子处在平衡位置时,Mg-Mg键的势能最大,其次为Mg-Si键,Si-Si键最小,Mg_2Si晶体禁带宽度为0.217eV,属于间接带隙半导体,通过振动频谱及声子态密度图可知,存在9条色散关系曲线,其中3条为声学波,6条为光学波,且频率在280cm~(-1)附近的格波振动较强.随着温度的增加,熵、内能均增加,而亥姆霍兹自由能减少.当温度低于200K时,比热容随着温度的增加显著增加,在低温范围内符合德拜模型.当温度高于400K时,比热容符合爱因斯坦模型,其值接近于常数CV=74.8J·mol/K.     

纳米WO_3基材料的研究进展

WO3是一种优良的n型无机半导体材料,因其独特的物理化学性质及在光致变色、气敏、光催化降解等领域的广泛应用,得到了人们的普遍关注。结合近年来国内外相关文献,综述了WO3的制备方法及掺杂改性的研究进展,比较了几种常用制备方法的优缺点,探讨了掺杂的种类以及不同掺杂对纳米WO3材料在电致变色、气敏、光学性质及其他方面的影响。最后,对纳米WO3材料的发展趋势和纳米WO3材料掺杂制备优化的前景做出了展望和分析。     

Mg2Si基热电材料的研究现状与前景

热电材料是可以直接将热能转化成电能的一种新型的材料.其在应用的过程中无噪音、无排弃物,具有和太阳能、风能、水能等二次能源可比的优势.Mg2Si是热电材料的典型代表,在热电转化上取得很大的突破.     

MoSi2基复相材料的研究进展

通过对MoSi2复相材料近年来研究进展的总结,阐述了合金化和复合化对MoSi2基复相材料性能的改善,着重叙述了MoSi2-SiC系复相材料的制备方法,以及增强相的含量对力学性能的影响。研究结果表明,通过基体的改性和复合化,使复相材料的强韧性得到很大程度的提高,而不同的制备工艺所得到材料的性能有成倍的差异。因此,协同优化增强剂种类、数量和多种制备工艺的有机结合,是制备高性能复相材料的关键;同时,介绍了同种有发展前景的复相材料,并提出了MoSi2基复相材料的研究发展趋势。     

MoSi_2基复相材料的研究进展

通过对MoSi2 复相材料近年来研究进展的总结 ,阐述了合金化和复合化对MoSi2 基复相材料性能的改善 .着重叙述了MoSi2 SiC系复相材料的制备方法 ,以及增强相的含量对力学性能的影响 .研究结果表明 ,通过基体的改性和复合化 ,使复相材料的强韧性得到很大程度的提高 ,而不同的制备工艺所得到材料的性能有成倍的差异 .因此 ,协同优化增强剂种类、数量和多种制备工艺的有机结合 ,是制备高性能复相材料的关键 .同时 ,介绍了几种有发展前景的复相材料 ,并提出了MoSi2基复相材料的研究发展趋势 .     

Bi_2Te_3热电材料的研究现状与发展趋势

随着人类科学技术的进步,各种热电材料不断被开发利用。Bi_2Te_3作为室温条件下性能最好的热电材料,多年来一直是热电领域的研究热点。本文将在简要介绍热电材料研究背景的基础上,概述Bi_2Te_3材料的结构和性质,综述Bi_2Te_3基热电材料的最新研究进展以及提高其热电性能的研究方法,主要包括提高载流子迁移率、增大材料Seebeck系数以提高功率因子,增加不同波长声子散射以降低晶格热导率两方面。最后对Bi_2Te_3基材料目前的研究热点以及未来可能的重点研究方向做简单讨论,同时展望了Bi_2Te_3基热电材料未来的发展趋势。     

半导体热电材料Bi2Te3膜的电化学制备

研究了不同沉积电位对电化学生长半导体热电材料Bi2Te3膜沉积过程、膜形貌、结晶性及相结构的影响。利用I-V循环扫描曲线分别研究了纯Bi3 、纯Te4 及其两种离子的混合溶液电化学特性;应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子能谱(EDS)对膜的微观表面形貌、相结构及成分进行了表征。研究表明:生长的样品为斜方六面体(rhombohedral)晶体结构的Bi2Te3,薄膜表面平整致密,为明显的柱状晶结构,具有(110)择优取向;沉积电位越接近还原峰最大电流处,膜的生长电荷效率越高,薄膜结晶性也越好。     

n型氧化物热电材料研究进展

氧化物热电材料在空气中具有较高的热稳定性和化学稳定性,在高温热电领域具有重要应用前景.与p型氧化物热电材料相比,n型材料的ZT值普遍偏低,制约了氧化物热电器件的发展.本文详细介绍了目前几种代表性n型氧化物热电材料的研究进展,分析了这几种材料的制备方法及电、热调控手段对其热电性能的影响和物理机制.在此基础上,提出了n型氧化物热电材料性能进一步优化的思路.     

热电材料低维化的研究进展

热电材料是一种能够实现电能与热能之间直接转换的功能材料,它可提供一种既清洁又安全的发电和制冷方式,具有广泛的应用前景.近年来的理论和实验研究表明,低维化和小尺度化是热电材料研究和开发极具前景的发展方向.低维结构大大提高了费米面附近的态密度,提高了Seebeck系数;将材料的晶粒细化到纳米级别,可以增加对载流子和声子的散...     

一步合成法制备Mg_2Si_(1-x)Sn_xBi_y热电材料及其性能表征

基于重带轻带收敛简并和合金散射,通过调整掺杂可以使Mg2Si1-xSnx材料在增加态密度的同时保证载流子迁移率不下降,进而获得较高的热电性能。以氢化镁代替单质镁粉,以重金属Bi作为施主原子,采用一步合成工艺制备出高纯度n型Mg2Si1-xSnxBiy基半导体热电材料;通过改变反应物的配比,研究了Si/Sn比和Bi的含量对Mg2Si1-xSnxBiy热电材料能带结构和热电性能的影响。结果表明,本热电材料断口呈现多晶板条层状结构,层与层之间的平均间距小于200nm;Sn含量的增加有利于通过增加晶格畸变降低晶格热导;适量的Bi则可通过施主掺杂有效提高其电性能,最终提高其综合热电优值;当温度为775 K时,Mg2Si0.6Sn0.4Bi0.01的热电优值达到1.29。本合成法工艺简单,产物成分易于控制,可成功制备出纯净的纳米复合Mg2Si1-xSnxBiy热电材料。     

Bi再掺杂对Mg_2Si_(0.985)Bi_(0.015)热电材料性能的影响

本文考察Bi再掺杂对Mg_2Si_(0.985)Bi_(0.015)基体的组成、微观结构以及电子输运与热导率等方面的影响。采用X线衍射仪(XRD)和电子能谱(EDS)等对样品进行表征分析。结果表明:再掺杂的Bi除部分进入Mg_2Si_(0.985)Bi_(0.015)基体外,其余在晶界处生成Mg3Bi2。由于Mg2Si中Bi量的提高使得载流子浓度增加,进而增大样品的电导率,而塞贝克系数受载流子浓度变化和杂相的影响甚微。热导率则因Bi量增加和杂相的存在略有降低。在873 K时,2%Bi再掺杂样品的最高热电优值(ZT)为0.78,比未再掺杂样品提升约10%,说明Bi再掺杂对Mg2Si基体材料热电性能有一定提升作用。     

Mg和Mg_2Ni作储氢材料的研究

本文以轻金属镁的吸、放氢反应为基础,讨论氢化镁的制备和热稳定性:研究了化学法合成Mg_2Ni及其对金属镁吸氢的催化作用.研究结果表明化学法合成的Mg_2Ni对Mg吸氢有很高的催化活性,甚至在金属镁中渗入1%摩尔左右的Mg_2Ni就能大大改善镁的吸氢性能.本文还客观地比较了化学法和高温熔炼法两种方法制得的Mg_2Ni在实用上的优缺点.并指出了Mg和MgNi作为储氢材料的客观可能性及发展前途.