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《昌吉学院》 2018年
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碳纳米管/钛酸锶镧复合热电材料制备工艺研究

刁世林  
【摘要】:热电材料作为一种不利用活动部件可直接实现热能和电能相互转换的功能材料,已成为新能源材料的研究热点,SrTiO_3基热电材料在热电材料中具有巨大的应用前景,而纳米结构和复合材料的引入可能是改善热电材料热电性能的有效手段。本文以报道较多的水热合成法(Hydrothermal Synthesis Method,HSM)和低温燃烧合成法(Low-temperature Combustion Synthesis,LCS)为粉体的制备方法,两种方法所制备的粉体具有较大的形貌和粒径差异。HSM法所制备粉体为纳米级球状,平均粒径80 nm,大小均匀结晶度为86.4%;LCS法所制备粉体颗粒直径约50 nm,但该方法制备的粉体出现严重的团聚现象,最终导致整体形貌为有大量孔洞存在,且粒径尺寸微米级的蓬松粉体。采用放电等离子烧结法(Spark Plasma Sintering,SPS),真空(约6 Pa以下)烧结气氛,烧结温度1100℃,保压压力40 MPa,分别通过LCS法和HSM法制备La_(0.1)Sr_(0.9)TiO_3陶瓷粉体,并与CNTs进行复合,构建CNTs/La_(0.1)Sr_(0.9)TiO_3复合热电材料体系,初步探索了CNTs/La_(0.1)Sr_(0.9)TiO_3复合热电陶瓷的制备工艺,研究体系组分、不同形貌和不同粒度的粉体以及烧结时间对其微结构的影响,测试所得样品的热电参数,以获得制备工艺相对简单、主要原料价格经济、环境友好,同时具有较高热电性能的材料,为研制高性能的热电材料提供理论借鉴和技术参考。对复合陶瓷的晶格结构和微观形貌进行了表征分析,发现CNTs对陶瓷基体的组织结构影响较小。烧结时间5 min,10 min,15 min时,在复合陶瓷中检测到CNTs存在,成功制备出CNTs/La_(0.1)Sr_(0.9)TiO_3纳米复合热电材料。CNTs能够明显改善样品电导率,但同时影响Seebeck系数,导致│S│降低。以LCS粉体烧结时间15 min制备的陶瓷样品为例,其影响最为明显。在测试温度区间内,单一陶瓷最小电阻率为48.46 mΩ·cm,添加0.5 wt.%CNTs的复合陶瓷最小电阻率为7.52 mΩ·cm,其电阻率大小降低了一个数量级;同时在测试温度区间内,单一陶瓷|S|最大值和最小值分别为376.80μV·K~(-1)和273.11μV·K~(-1),对比复合陶瓷|S|最大值和最小值分别309.53μV·K~(-1)和199.35μV·K~(-1),CNTs的复合使陶瓷样品|S|降低,但仍处于同一数量级;经计算所得两样品的PF,单一陶瓷在T=729 K时有最大PF,其值为2.54μW·K~(-2)·cm~(-1),复合陶瓷在T=635 K时有最大PF,其值为8.08μW·K~(-2)·cm~(-1),可见在陶瓷基热电材料中复合CNTs可有效提高材料的电学性能。
【学位授予单位】:昌吉学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TB34

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【参考文献】
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1 赵冬梅;李振伟;刘领弟;张艳红;任德财;李坚;;石墨烯/碳纳米管复合材料的制备及应用进展[J];化学学报;2014年02期
2 王晓丽;;碳纳米管增强陶瓷基复合材料[J];河北纺织;2011年02期
3 崔传伟;陈磊;魏贤华;;Pr~(3+)掺杂SrTiO_3薄膜的聚合物前驱体法制备及发光性能[J];电子元件与材料;2011年03期
4 辛钢;郭威;马廷丽;;熔盐法制备钛酸锶的光解水研究[J];大连理工大学学报;2011年01期
5 张海瑞;储刚;周莉;周鑫;曾丽瑛;;低温燃烧合成法制备纳米氧化镧[J];人工晶体学报;2010年05期
6 罗明;李亚伟;金胜利;桑绍柏;易献勋;;碳纳米管增强陶瓷基复合材料的研究与展望[J];材料导报;2010年S1期
7 刘红;吕忆农;徐明;刘云飞;施书哲;;超声化学法合成SrTiO_3纳米颗粒形貌的演变[J];硅酸盐学报;2008年07期
8 栾世军;隋万美;牟坤昌;;溶胶低温燃烧法制备Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3纳米粉体[J];青岛大学学报(工程技术版);2006年02期
9 宿新泰,燕青芝,葛昌纯;低温燃烧合成超细陶瓷微粉的最新研究[J];化学进展;2005年03期
10 聂海瑜;碳纳米管的应用研究进展[J];化学工业与工程技术;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 武玺旺;碳纳米管强韧化氧化铝陶瓷基复合材料研究[D];华中科技大学;2011年
2 汪丽莉;热电材料的第一性原理计算与研究[D];武汉大学;2009年
【共引文献】
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1 冉繁鹏;刘红妹;;基于碳纳米材料的毛细管电色谱固定相研究进展[J];分析测试技术与仪器;2015年04期
2 巩琛;冀克俭;李本涛;李颖;黄辉;李艳玲;邓卫华;赵辉;;氮化硼陶瓷的制备及表征方法[J];山东化工;2015年22期
3 苏江;;石墨烯碳纳米管复合材料制备、性能及应用研究[J];橡塑技术与装备;2015年22期
4 童疏影;黄楷焱;袁卫锋;;一种纳米复合材料的压力传感器研究[J];机械设计与制造;2015年11期
5 杨勇;徐晓斌;王训;;基于有机-无机混合物制备的钼系纳米材料及其电催化析氢性能研究(英文)[J];Science China Materials;2015年10期
6 罗杰;李朝威;兰竹瑶;陈名海;姚亚刚;赵岳;;纳米碳基材料在导电胶黏剂中的应用[J];化学进展;2015年09期
7 曹宁宁;郑玉婴;樊志敏;王翔;;氧化石墨烯纳米带-碳纳米管/TPU复合材料薄膜的制备及表征[J];高分子学报;2015年08期
8 闫莉莉;高云涛;李晓芬;刘萍;;10-羟基喜树碱在碳纳米管-离子液体修饰电极上的电催化氧化及电分析方法[J];分析试验室;2015年07期
9 钮东方;丁勇;马智兴;王明辉;刘洲;张博文;张新胜;;纳米碳纤维的表面改性对水电解析氢反应催化活性的影响[J];化学学报;2015年07期
10 闫莉莉;高云涛;李晓芬;;花旗松素在碳纳米管-离子液体修饰碳糊电极上的电催化氧化及其测定[J];化学研究与应用;2015年07期
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1 廖宁;纳米碳源制备低碳铝碳耐火材料微结构和力学性能研究[D];武汉科技大学;2016年
2 廖继海;应变作用下3d过渡金属—石墨烯体系性能的理论研究[D];华南理工大学;2016年
【二级参考文献】
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1 田雷雷;魏贤勇;庄全超;宗志敏;孙世刚;;石墨烯包裹Cu_(2+1)O/Cu复合材料的制备及其储锂性能[J];化学学报;2013年09期
2 邹琼;刘娟;朱刚兵;张小华;陈金华;;一种新型酶生物燃料电池阳极构建及性能研究[J];化学学报;2013年08期
3 孙红梅;曹林园;逯乐慧;;三维多孔石墨烯/铂钯双金属杂化体作为高性能的甲醇氧化电催化剂[J];化学学报;2013年04期
4 丘龙斌;孙雪梅;仰志斌;郭文瀚;彭慧胜;;取向碳纳米管/高分子新型复合材料的制备及应用[J];化学学报;2012年14期
5 张树鹏;;聚乙二醇/功能化石墨烯层状纳米复合材料热稳定性的提高[J];化学学报;2012年12期
6 陈琳;申来法;聂平;苏晓飞;张校刚;李洪森;;TiO_2@MWNTs纳米复合材料的制备及其储锂性能[J];化学学报;2012年01期
7 姚丽珠;田彦文;储刚;;纳米La_2O_3粉晶的制备及其表征[J];稀土;2009年06期
8 许小荣;李建芬;肖波;张开诚;孙涛;;La_2O_3纳米晶的制备及表征[J];人工晶体学报;2009年03期
9 范学运;王艳香;章义来;曾令可;;稀土掺杂氧化锌纳米粉的制备及其性能研究[J];人工晶体学报;2008年05期
10 卢利平;张希艳;柏朝晖;米晓云;;低温燃烧合成法研究进展[J];长春理工大学学报(自然科学版);2008年03期
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1 王晋宝;碳纳米管的相关力学问题的研究[D];大连理工大学;2007年
2 王根伟;碳纳米管稳定性及其复合材料的制备和力学性质[D];太原理工大学;2006年
3 王建国;多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料结构与性能的研究[D];浙江大学;2006年
4 王赛玉;碳纳米管对Ti(C,N)基金属陶瓷组织性能的影响[D];华中科技大学;2006年
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1 张文毓;;热电材料的研究与应用进展[J];上海电气技术;2017年03期
2 KX.1117;;南京理工大学热电材料研究获新突破[J];军民两用技术与产品;2016年23期
3 ;硅基热电材料[J];金属功能材料;2017年03期
4 高杰;苗蕾;张斌;陈彧;;柔性复合热电材料及器件的研究进展[J];功能高分子学报;2017年02期
5 陈超;李柏松;王丽七;孟庆森;;梯度结构热电材料的研究进展[J];世界科技研究与发展;2009年03期
6 徐伟;;寻找最优热电材料[J];百科知识;2014年02期
7 ;高性能热电材料研发获重大进展[J];功能材料信息;2014年01期
8 ;热电材料最新论文摘录[J];电子元件与材料;2013年07期
9 ;美新型热电材料性能跨越重要里程碑[J];电站辅机;2012年04期
10 ;新型热电材料实现迄今最高“热变电”效率[J];功能材料信息;2012年06期
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1 ;热电材料[A];2010中国材料研讨会论文摘要集[C];2010年
2 朱品文;李璐;杨雪;;高压在热电材料研究中的应用[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
3 李来风;周敏;;低温热电材料的研究进展及应用展望[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
4 莫基彬;赵鹏飞;霍凤萍;武伟名;徐桂英;;热压制备ErxY14-xFeyMn1-ySb11热电材料及性能研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
5 梁大鑫;庞广生;;纳米热电材料的设计、合成与性质研究[A];第十二届固态化学与无机合成学术会议论文摘要集[C];2012年
6 杨君友;张建生;朱云峰;刘正来;;多尺度热电材料的性能测试及表征研究进展[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
7 王雷;贾小乐;王大刚;;聚噻吩/碳纳米管复合热电材料的制备与热电性能研究[A];2012年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(上册)[C];2012年
8 张丽娟;张波萍;葛振华;李敬锋;;Bi_2S_3/AgBiS_2复合热电材料的制备及性能研究[A];第十七届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2012年
9 陈柔刚;杨君友;朱文;;氧化物热电材料的研究进展[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
10 ;热电材料及其应用[A];2009中国材料研讨会会议程序和论文摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 张建列 通讯员 冯春;深圳先进院在纳米尺度热导测量领域获进展[N];广东科技报;2017年
2 记者 吴长锋 通讯员 周慧;新方法大幅提升热电材料转换效能[N];科技日报;2017年
3 汪海;华东师大取得热电材料研究新进展[N];上海科技报;2009年
4 ;热电材料及其应用[N];科技日报;2004年
5 张小明;神奇的热电材料[N];中国知识产权报;2001年
6 记者 林莉君 通讯员 万丽娜;打开提高热电材料“热变电”效率新门[N];科技日报;2015年
7 记者 刘霞;掺杂稀土让热电材料转换率提高25%[N];科技日报;2011年
8 记者 王春;高性能热电材料研发获得重大进展[N];科技日报;2014年
9 王小龙;新型热电材料可将汽车废热转为电能[N];科技日报;2011年
10 本报记者 何屹;微波技术可低成本制备热电材料[N];科技日报;2011年
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1 石唯;小分子掺杂聚3,4-乙烯二氧噻吩基热电材料的制备及性能研究[D];中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所);2018年
2 龚宏祥;共晶体系玻璃形成和非晶碲基热电材料合成的研究[D];燕山大学;2016年
3 康宇龙;CoSb_3基和层状Bi_2Se_3热电材料的高压合成及性能研究[D];燕山大学;2017年
4 张亚奇;玻璃态窄带隙碲基热电材料的制备与性能研究[D];燕山大学;2017年
5 朱岩;Mg_2Si_xSn_(1-x)热电材料的电子结构与输运性能研究[D];燕山大学;2017年
6 贺慧芳;纳米热电材料的微结构及其对热电性能的影响[D];武汉大学;2016年
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10 谭晴;Sn-S基化合物热电材料的制备及其性能[D];清华大学;2016年
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1 锁娟;热电材料中共线裂纹问题的复变方法研究[D];宁夏大学;2018年
2 查欣雨;CdO基热电材料的制备与性能优化研究[D];河北大学;2018年
3 吕帅;硒化锡基热电材料的制备及性能优化[D];昆明理工大学;2018年
4 秦鹏;Cu_(1.8)S基热电材料的制备与性能优化研究[D];昆明理工大学;2018年
5 刘显鹏;N型Bi_2Te_(2.7)Se_(0.3)热电材料的制备工艺及其与Cu连接机制研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
6 李树艳;Ca_3Co_(3.9)Cu_(0.1)O_9/Bi_2Ca_2Co_(1.9)Cu_(0.1)O_y热电材料性能优化[D];西华大学;2018年
7 石晓刚;热喷涂制备Bi_2Se_(0.3)Te_(2.7)热电材料的工艺研究[D];西华大学;2018年
8 刁世林;碳纳米管/钛酸锶镧复合热电材料制备工艺研究[D];昌吉学院;2018年
9 陈昊英;热电复合材料中两相共存与量子限域的协同作用[D];西北大学;2018年
10 杨魏芳;硫酸体系p型Bi_xSb_(2-x)Te_3热电材料的电沉积机理及制备工艺研究[D];天津大学;2017年
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