微波激活固相反应制备Mg2Si基热点材料及性能研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sxf_520
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
热电材料是用来实现热能和电能直接相互转换的一种功能材料,热电材料制成的热电器件可用来实现温差发电和制冷,具有环境污染低、噪声小、质量轻、占用空间小和安全性高等优点,因此对于热电材料的开发研究与实际应用具有广阔前途。Mg2Si1-xSnx基热电材料是一类重要的中温(400~900K)热电材料,具有原料蕴藏丰富,价格低廉,组成元素无毒和比重小等优点,但由于Mg的蒸发和氧化等问题,在制备过程中难以精确控制产物计量比,进而影响其热电性能的进一步提高。  本文针对n型Mg2Si1-xSnx基固溶体研究存在的上述问题,以MgH2为原料,采用微波加热合成技术,结合电场激活压力辅助合成法(FAPAS)实现了Mg2Si1-xSnx基热电材料的固溶与致密化。论文从理论方面初步探索微波加热特性及发热机理,研究了微波对Mg2Si1-xSnx基热电材料的合成过程、产物物相结构、以及Bi掺杂对其热电性能的影响,得到如下主要结论:  (1)微波可以快速完成MgH2粉、Si粉和Sn粉之间的固相反应,获得单一物相的纯净产物,且随着微波功率功率增大,Mg2Si反应速度加快,但对产物Mg2Si的粒度和纯度没有影响。  (2)随着Sn含量的增加,Mg2Si1-xSnx固溶体的电导率不断提高,Seebeck系数的绝对值逐渐减小,热导率由纯Mg2Si和Mg2Sn的4~6 Wm-1K-1最低降低到1~2 Wm-1K-1,在480K时Mg2Si0.4Sn0.6样品获得最佳ZT值0.2。  (3) Bi的掺入显著增加了电子浓度、优化了Seebeck系数,有效的提高了功率因子;同时Bi的掺入显著增加了晶格的乱序程度和点缺陷的密度,使晶格热导率降低;在700K,y=0.03的Mg2Si0.4Sn0.6-yBiy(0≤y≤0.04)固溶体样品获得了最大ZT值为0.68。
其他文献
芽孢杆菌在自然界中分布广泛,产生的芽孢可耐受各种不利条件,并且在产芽孢过程中分泌抗菌物质,是受到广泛关注的一类微生物,在植物病害防治、微生态制剂及其他领域均有广泛的
Al4SiC4具有高熔点(大约2037℃)、高强度、高化学稳定性、低热膨胀系数以及优异的抗氧化和抗水化性能,使其有希望成为一种高温结构材料和高性能耐火材料。目前合成Al4SiC4材料
ZrB2-SiC是最具有发展前景的超高温陶瓷材料。本论文通过溶胶凝胶、微波硼热/碳热还原工艺制备ZrB2-SiC超细复合粉体,研究了反应温度、原料配比、添加剂的种类与用量以及加热
本文系统研究了CaCO_3、Fe_2O_3和CuO掺杂对ZnO-Bi_2O_3-Sb_2O_3-Co_2O_3-MnO_2-Cr_2O_3系压敏陶瓷的电性能的影响;测量了CaCO_3、Fe_2O_3和CuO掺杂的ZnO-Bi_2O_3-Sb_2O_3-Co_2O_3-MnO_2-Cr_2O_3系压敏陶瓷片的符合正电子湮没辐射的Doppler展宽谱;通过分析实验数据,研究并讨论掺入CaCO_3、Fe
甲苯是重要的化工原料,是基本有机原料之一,从甲苯中可以衍生出许多种化工原料,同时,甲苯又有毒性,会对中枢神经产生影响,从而造成对人身体的伤害。 本研究以甲苯为目标污染物,采
期刊
随着工业的发展,耐磨金属的需求量越来越大,同时对耐磨金属的性能也提出了新的要求。但是一种材料同时具有高韧性和高强度这两种性能在实际中很难发现。而双金属复合材料正好满
期刊
潜水位上升时,潜水面上升过程中会有一部分气体被圈闭在孔隙中,以圈闭气体的形式占据孔隙空间,隔断孔隙连通,阻碍水流运动,对介质的渗透性能产生重要影响。研究气体圈闭形成机理、
作业是巩固学生学习效果,检测教师教学行为的有效手段。当前,在以学为本的教学理念下,小学语文的作业如何从单一走向多元,从粘贴走向创作,从封闭走向开放,需要我们每一位语文老师去