具有不同扩散势垒的p型(Bi1-0.85Sb0.85)和PbTe二元梯度热电材料的研制

在分析了热电材料的发展背景和研究理论的基础上,采用热压法制备出单体和双层具有不同扩散势垒的（Ｂｉ１－０．８５Ｓｂ０．８５）２Ｔｅ３与ＰｂＴｅ体系二元梯度热电材料,金属,Ｆｅ、Ｎｉ和Ｍｇ被用作层间扩散势垒材料,测定了它们的热电性能,分析了它们的物质组成和各层内和层间的成分分布,确定出较好的扩散势垒材料为金属铁和钴。     

具有不同扩散势垒的p型(Bi_(1-0.85)Sb_(0.85))_2Te_3和PbTe二元梯度热电材料的研制

在分析了热电材料的发展背景和研究理论的基础上，采用热压法制备出单体和双层具有不同扩散势垒的（Bi1-0.85Sb0.85）2Te3与PbTe体系二元梯度热电材料．金属，Fe，Ni和Mg被用作层间扩散势全材料．测定了它们的热电性能，分析了它们的物质组成和各层内和层间的成分分布，确定出较好的扩散势垒材料为金属铁和钴．     

成型压力和掺杂对Na1.4Co2O4基材料性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Na位掺杂Sr和Li(掺杂量分别为0.1,0.2,0.3和0.4)的Nal.4Co2O4基热电材料,研究了成型压力和掺杂对Nal.4Co2O4基材料电导率、Seebeck系数和功率因子等热电性能的影响.采用XRD分析了NaxCo2O4基热电材料的相组成.研究结果表明:掺杂Sr和Li制备的Nal.4...     

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·     

热电材料发电的商业化进展与前景展望

综述了热电材料作为绿色环保能源转换材料的商业化进展与应用前景. 阐述了商业化的热电材料热电性能指标要求,分析了提高热电性能的条件和理论上的局限性. 通过分析近20年提高热电性能的研究,总结了一些突破上述局限性的有效手段,提出了将来提高热电性能的一些有效方法. 预测了热电性能商业化的前景.     

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).     

Mg2Si热电材料力学性能的分子动力学模拟研究:纳孔效应

在热电材料里引入纳孔能有效降低材料的热导率从而提高其热电性能,但纳米孔洞的引入也可能影响材料的力学性能。以圆柱孔理想单晶Mg_2Si块体热电材料为研究对象,建立不同孔径、孔隙率以及分布形式的纳孔Mg_2Si材料的原子模型,采用分子动力学模拟方法研究不同模型下材料的拉伸力学性能。结果表明:①纳孔的引入造成Mg_2Si热电材料的极限应力和弹性模量的降低,而纳孔孔隙率、分布形式都会影响到材料的极限应力,而材料的弹性模量主要与孔隙率有关,孔隙率越大,材料的弹性模量越低;②纳孔的引入不仅减小材料的有效荷载面积,更重要的是造成材料内部应力分布不均匀,而材料所能承受的拉伸方向的应力极限是一定的,因而当纳孔Mg_2Si热电材料平均应力远小于完整块体的极限应力时,材料内部最薄弱的地方的应力就已达到其极限应力,造成材料的破坏。     

有机无机复合温差电材料的无机掺杂剂

有机导电高分子因其低的热导率在温差电方面受到广泛的关注,但低电导率限制了其发展.掺杂无机半导体或CNT等纳米材料可有效改善有机导电高分子的热电性能.以PEDOT/PSS有机高分子为代表介绍有机无机复合温差电材料的无机掺杂剂的最新进展,并展望有机无机复合温差电材料未来的发展与应用.     

机械合金化制备β-FeSi2热电材料

采用机械合金化结合氩气退火法成功制备了β-FeSi2热电材料,并用XRD、SEM对不同球磨时间后的Fe-Si粉体进行结构及形貌表征.试验结果表明:随着球磨时间的延长,颗粒不断细化,最后可得到Fe- Si纳米晶合金;球磨20 h后,Fe衍射峰宽化而Si衍射峰逐渐减弱,形成α-Fe(Si)过饱和固溶体;球磨120 h后出现合金ε-FeSi、β-FeSi2相;调整Si/Fe原子比例为2.3,对球磨120h后合金粉末在800℃退火20h,可以得到单相β-FeSi2热电材料.     

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。     

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.     

Fabrication and property of high-performance Ag-Pb-Sb-Te system semiconducting thermoelectric materials

High performance Ag-Pb-Sb-Te system thermoelectric bulk materials were fabricated by a combination of mechanical alloying (MA) and spark plasma sintering (SPS). Phase composition and microstructure of the resultant materials were investigated by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron micros-copy (SEM) analysis. A special emphasis was paid to the effects of chemical composition, especially the Pb content on the thermoelectric properties of the Ag0.8Pb18 xSbTe20 samples, including electrical resistivity, Seebeck coefficient, power factor, thermal conductivity and dimensionless figure of merit. The present study reveals that the optimal composition of Ag0.8Pb18 xSbTe20 samples is Ag0.8Pb22.5SbTe20 and the maximum figure of merit (ZT) is 1.2 at 673 K.     

Improving thermoelectric properties of p-type Bi_2Te_3-based alloys by spark plasma sintering

High-performance(Bi_2Te_3)_x(Sb_1Te_3)_(1-x) bulk materials were prepared by combining fusion technique with spark plasma sintering,and their thermoelectric properties were investigated.The electrical resistivity and Seebeck coefficient increase greatly and the thermal conductivity decreases significantly with the increase of Bi_2Te_3 content,which leads to a great improvement in the thermoelectric figure of merit ZT.The maximum ZT value reaches 1.33 at 398 K for the composition of 20%Bi_2Te_3-80%Sb_2Te_...     

Improving thermoelectric properties of p-type Bi2Te3 -based alloys by spark plasma sintering

High-performance (Bi2Te3)x(Sb2Te3)1?x bulk materials were prepared by combining fusion technique with spark plasma sintering, and their thermoelectric properties were investigated. The electrical resistivity and Seebeck coefficient increase greatly and the thermal conductivity decreases signi ficantly with the increase of Bi2Te3 content, which leads to a great improvement in the thermoelectric figure of merit ZT. The maximum ZT value reaches 1.33 at 398 K for the composition of 20%Bi2Te3-80%Sb2Te3 with 3% (mass fraction) excess Te.     

内燃机排气余热回收温差电单偶的模拟分析

选取Bi2Te3和CoSb3两种温差电材料对温差电单偶建立了数学模型,导出温差电单偶的功率和效率计算公式,分析冷热端陶瓷片表面温度、温差电单偶长度以及表面对流传热系数对温差电单偶性能的影响,并对比两种材料在相同条件下的性能.分析结果表明:提高热面温度、降低冷面温度、缩短温差电单偶的长度和提高热表面对流传热系数均可以提高温差电单偶的最大输出功率,但最大转换效率却不能随之持续增大,缩短温差电单偶的长度甚至会使最大转换效率降低.两种材料的温差电单偶相比较,Bi2Te3材料制成的温差电单偶更适用于对600,K以下的低温热量进行回收,而CoSb3材料制成的温差电单偶则更适用于对内燃机排气等700,K以上的中高温热量进行回收.     

The effects of interface scattering on thermoelectric properties of film thermoelectric materials

A theoretical model taking into consideration the interface effects is established to predict the Seebeck coefficient and the electrical conductivity for a polycrystalline thermoelectric （TE） thin film. The interface scattering mechanisms （including the film-surface scattering and grain-boundary scattering） of the transport electrons in the film materials are revealed. The relations between the Seebeck coefficient, the electrical conductivity and the interface parameters （the film-surface reflection coefficient and the grain-boundary transmission coefficient） are then discussed with respect to the proposed model. The differences in the TE properties between the films and bulk materials caused by size restriction are investigated. The results indicate that the higher grain number leads to stronger grain-boundary scattering and more distinct size effects of the TE properties. In contrast to the surface effect, the grain-boundary effect plays a main role in the TE properties of TE films with polycrystalline structures.     

电化学组装一维纳米线阵列温差电材料

低维温差电材料具有比块状温差电材料更高的优值,因而研制具有纳米线阵列结构的温差电材料对于提高材料的温差电转换效率具有重要意义.以具有纳米孔阵列结构的氧化铝多孔模板为阴极,在含有Bi 3、HTeO2 1的酸性溶液中,采用直流电沉积技术,通过在氧化铝多孔模板的纳米级微孔中沉积铋和碲,实现了一维纳米线阵列铋碲温差电材料的电化学组装.环境扫描电子显微镜(ESEM)和透射电子显微镜(TEM)的分折表明,电化学组装出的铋碲纳米线分布均匀,形状规则.铋碲纳米线的组成可方便地通过调整电沉积电位加以控制.     

高优值P型(BiXSb1-X)2Te3热电材料的优化制备工艺

根据影响 P型 (Bi XSb1 - X) 2 Te3半导体热电材料优值系数的主要因素和大量实验结果 ,采用高纯原料、筛选配方、慢速区熔长晶及退火等优化工艺 ,在晶锭的相当长的范围内获得了晶体结构完整、热电性能均匀、优值系数高达 3.46的半导体热电材料     

热电氧化物(Ca_3Co_2O_6)_(1-x)(Ca_3Co_4O_9)_x的制备和表征

热电氧化物Ca3Co2O6和Ca3Co4O9是Ca-Co-O体系中两个确定的态,其热电性质显著不同.我们采用“快速加热法”制备了(Ca3Co2O6)1-x(Ca3Co4O9)x(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1),并利用XRD、SEM等实验方法分析表征样品,系统研究了热电氧化物从Ca3Co2O6到Ca3Co4O9的转化过程.从SEM图中可知Ca3Co2O6为无规取向棒状结构,Ca3Co4O9为法向取向与表面近似垂直的片状结构,XRD结果显示x=0.4之前的样品Ca3Co2O6和Ca3Co4O9两相衍射峰并存,x=0.6以后的样品是Ca3Co4O9单相.     

教学型温差发电演示仪的设计与制作

设计并制作了一种简单的教学型温差发电演示仪。演示仪由水和半导体发电片组成温差发电部分,利用冷水与热水之间的温差发电;由温度表和电压表组成测量部分,研究温差与电势之间的关系;由小风扇、LED和电珠组成效果演示部分。本设计原理简单,结构清晰,演示效果明显。教学实践中也很受学生的喜爱。