SnTe基无铅热电材料的制备工艺与性能优化研究

来源 :清华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pingli_lp
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
当今世界,能源危机与环境恶化是人类面临的两大问题。热电材料能够把环境中的余热、废热转化为电能,有益于缓解地球变暖,对解决这两大问题能够发挥积极作用。在众多热电材料中,LAST(Ag PbmSb Tem+2)因有较高的热电性能而倍受关注。然而,LAST材料含有大量的铅对环境不友好,本研究用锡替代铅制备了AgSnmSbTem+2化合物,并通过优化工艺、微/纳米结构调控和纳米复合技术,提高了AgSnmSbTem+2的热电性能。首先,优化了制备工艺。本研究采用机械合金化和放电等离子烧结工艺,探索了AgSnmSbTem+2材料的制备条件。研究表明,通过适当延长球磨时间和降低烧结温度,可以减小材料的晶粒尺寸,显著提高材料的热电性能。在球磨12h、烧结温度743K条件下制备的块体样品,ZT值在测试温度为723K时达到0.62。其次,优化了化学组分。通过调整AgSnmSbTem+2材料中m值的大小,即调整银锡锑碲四种组分在化合物中所占的比例,研究对该热电材料性能的影响。实验发现,随着m值的变小,该材料的热电性能能够得到提高。当m值为4时,该材料的热电性能最好,ZT值在测试温度为723K时达到了0.79。再次,调控了微观结构。采用二次球磨、二次烧结的方法,通过调控AgSnmSbTem+2的微/纳米结构,使材料晶粒尺寸得到细化,增强了晶界的能量过滤效应,赛贝克系数也得到提升;同时由于晶界对声子散射作用的增强,有效降低了材料的热导率。二次球磨30min、SPS烧结得到的样品ZT值在测试温度为723K时达到了0.92。最后,通过纳米复合实现了性能的进一步提升。通过在AgSnmSbTem+2材料中复合Si C纳米颗粒,实现了电导率提高的同时赛贝克系数也有些许提高,得到了较高的功率因子。同时由于SiC纳米颗粒在材料基体中的弥散,增强了晶格对声子的散射,显著降低了材料的热导率。体积百分比为1%的SiC纳米颗粒复合的样品,ZT值在测试温度723K时为1.0,达到了该材料目前报道的最大值。
其他文献
ue*M#’#dkB4##8#”专利申请号:00109“7公开号:1278062申请日:00.06.23公开日:00.12.27申请人地址:(100084川C京市海淀区清华园申请人:清华大学发明人:隋森芳文摘:本发明属于生物技
<正> TDZ(Thidiazuron)化学名为N—苯某—N’—1,2,3—噻二唑—5—脲,是德国 Schering公司1976年宣布合成的高效微毒棉花脱叶剂。自从1982年Mok等人发现其促进棉豆(Phaseolus
提出了一种应用于视频车型识别系统中的图像预处理方法.该方法对采集到的车辆图像去模糊恢复,然后采用快速的梯度算法得到背景与车辆的边缘图像,用两幅边缘图像相减分割出车
目的探究医院急诊战创伤救治中护理人员的人力配置以及定位协作团队的救护分析。方法回顾性分析我院中2015年8月~2017年4月间进行的急诊战创伤模拟演练中护理人员的配置方案,
近日,笔者认真看完了44集《寻路》。该电视剧与以往写毛泽东的剧本有很大的不同.抓住了毛泽东对中国革命的最大贡献——从中国实际出发,提出了建立农村革命根据地,以农村包围城市