收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

n型填充Skutterudite热电材料的制备及性能研究

陈跃华  
【摘要】:Skutterudite 型化合物具有较高的Seebeck 系数和合适的电阻率一直以来备受人们的广泛关注,但其热导率较高。填充Skutterudite 型化合物由于将大质量的稀土原子填充入Skutterudite 材料的晶格之中发生声子散射作用而降低热导率,近年来得到了普遍的研究和应用。 本研究通过机械合金化加热压烧结工艺合成n 型La 填充Ni 置换的Skutterudite 热电材料。采用机械合金化制备Skutterudite 化合物,可以提高材料的热电性能,同时缩短了材料制备的工艺时间。本课题主要研究了不同的工艺条件下材料热电性能、组织结构的变化,通过实验研究确定合适的工艺路线; 研究不同成分条件下LaxNiyCo4-ySb12的热电性能的变化规律。研究结果表明: 对于Skutterudite型Co-Sb系热电材料的制备经过10小时的球磨后材料开始合金化生成Skutterudite 相,此时材料并没有获得单一的Skutterudite 相组织,但是通过在600℃左右的温度范围内热压烧结2 小时后材料即可以完全转变为Skutterudite 相。随着热压烧结温度的升高和时间的增加,材料的热电性能有一定程度的提高。经过10 小时的球磨后在600℃时50MPa 的压力下热压烧结6 小时后制备的La0.4Ni0.2Co3.8Sb12 材料在400℃时热电性能指数ZT 值有0.19。 对于n 型传导的Skutterudite 型热电材料,随着置换原子Ni 含量的增加,材料的Seebeck 系数、电导率和热导率相应的发生了变化。在CoSb3 化合物中掺杂入Ni 原子之后材料的热电性能有了明显的提高,Ni0.2Co3.8Sb12 在400℃时ZT 值比无掺杂的CoSb3试样的0.01 提高到0.13。在400℃时La0.4Ni0.4Co3.6Sb12材料的ZT 值为0.10。随着填充原子La 填充分数的增加,La 原子对Skutterudite 材料晶格的声子散射作用将降低材料的热导率,同时也降低了材料的电阻率,热电性能有所提高,在400℃时La0.6Ni0.4Co3.6Sb12 材料的热电优值ZT 值达0.20。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 朱铁军,赵新兵;β-FeSi_2热电材料的性能优化及测试方法[J];材料科学与工程;1999年04期
2 张忠模;;日本以电解水的方式用绝缘体成功制备出热电材料[J];功能材料信息;2010年Z1期
3 赵新兵,朱铁军,李伟文,邬震泰;含稀土硅化铁热电材料的电学性能初探[J];稀有金属材料与工程;2003年05期
4 李伟文,赵新兵,朱铁军,曹高劭;Fe-Co-Si-Cu热电材料的输运特性(英文)[J];稀有金属材料与工程;2003年08期
5 吴炳尧;梅本富;;Fe_(33)Si_(67)热电材料机械合金化的相变特点[J];东南大学学报(自然科学版);1993年S1期
6 ;填充方钴矿热电材料的研究进展[J];科学通报;2011年19期
7 ;热电材料掺杂1%稀土转移率提高25%[J];化学与生物工程;2011年03期
8 闵新民,安继明,南策文;稀土—铱—锑合金热电材料的结构与量子化学计算研究[J];计算物理;2000年Z1期
9 姜洪义,张联盟;Mg-Si基热电化合物的研究现状[J];材料导报;2002年03期
10 陈学枝,沈静琴,赵松睿,许祝安;Na_xCoO_2晶体的制备、结构和物性[J];低温物理学报;2004年03期
11 刘旭,张久兴,张艳峰,路清梅;放电等离子烧结制备Ca_2Co_2O_5热电材料及其性能研究[J];功能材料;2004年06期
12 胡建民,吕强,荣剑英,信江波,王月媛;赝三元热电材料的机械合金化冷压烧结法制备[J];哈尔滨师范大学自然科学学报;2005年03期
13 ;硅材料可将废热变电能[J];能源工程;2008年01期
14 周金金;张文丽;;热电材料的现状及特点[J];河北理工大学学报(自然科学版);2009年02期
15 李鑫德;稀土热电材料[J];稀土信息;1997年Z1期
16 李伟文,赵新兵,邬震泰,曹高劭;含C、Ge的Fe-Si-Mn基热电材料的电学性能[J];功能材料;2003年03期
17 张鹏翔,张国勇,Habermeier Hanns-ulrich;新型热电材料及其新应用(英文)[J];昆明理工大学学报(理工版);2004年04期
18 漆小玲;曾令可;;Ca_3Co_4O_9陶瓷的制备与表征(英文)[J];硅酸盐通报;2009年01期
19 宿太超;马红安;李小雷;李尚升;于凤荣;田永君;贾晓鹏;;高温高压合成热电材料AgPb_(18)SbTe_(20)的电学性能(英文)[J];材料科学与工程学报;2010年02期
20 李伟文,赵新兵,邬震泰,曹高劭;Fe-Si-Ge基合金的电学特性[J];功能材料;2003年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘晓珍;付道贵;王美玲;简敏;;热电静态转换器的应用现状及发展趋势[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第2册)[C];2009年
2 商佳程;刘颖;付道贵;刘晓珍;邹从沛;涂铭旌;;动态熔炼法制备Bi2Te3热电材料[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
3 张丽娟;张波萍;葛振华;于一强;李敬峰;;AgBi_3S_5多晶热电材料的制备及性能研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
4 林翠萍;胡淑双;武伟名;徐桂英;;B掺杂P型Si80Ge20热电材料的性能研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
5 张峰;樊文浩;孟庆森;张德华;;化学法制备高纯度Mg_2Si基热电材料[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
6 王晓春;;含4f态电子的原子对热电特性的影响[A];第十六届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2011年
7 万春磊;潘伟;齐龙浩;;新型热电材料NaCo_2O_4的制备及研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
8 刘刚;赵文俞;周洪宇;程鑫;张清杰;;CoSb3/Bi2Te3宽温域热电材料界面结构的梯度设计与优化[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
9 魏平;赵文俞;张清杰;余健;周华;;特殊结构填充方钴矿热电材料的快速制备和热电性能[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
10 李根;杨君友;张建生;张晖;冯双龙;刘铭;彭江英;;成形工艺条件对In4Se3系热电材料的微观结构和热电性能的影响[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许洁;过渡金属氧化物型热电材料的制备与性能研究[D];长春理工大学;2010年
2 姜一平;CoSb_3基热电材料的高温高压合成及性质研究[D];吉林大学;2010年
3 邓乐;高性能CoSb_3基热电材料的高温高压合成及性能分析[D];吉林大学;2012年
4 周书才;Mg_2Si基热电材料的微波合成机理及热电性能研究[D];重庆大学;2012年
5 张睿智;热电氧化物钛酸锶电热输运的理论研究[D];山东大学;2010年
6 彭华;硅化物等环境友好型热电材料电热输运性质的理论研究[D];山东大学;2012年
7 杨建青;填充型CoSb_3基热电材料的高压合成及其性能研究[D];燕山大学;2013年
8 樊文浩;精细硅化物热电材料制备技术及其热电传输性能的研究[D];太原理工大学;2013年
9 朱铁军;β-FeSi_2基热电材料的制备及电输运作性能研究[D];浙江大学;2001年
10 宿太超;高性能热电材料的高温高压合成研究[D];吉林大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王丽七;稀土掺杂Mg_2Si基热电材料的快速合成及其性能分析[D];太原理工大学;2010年
2 李燕;稀土掺杂的钙钴氧系热电转换材料的研究[D];山东理工大学;2010年
3 周华;非平衡结构填充方钴矿基热电材料的制备和热电性能[D];武汉理工大学;2011年
4 南军;Ca_3Co_4O_9基材料的合成,结构和热电性能研究[D];武汉理工大学;2002年
5 李明亮;碳化硅基热电材料的制备及性能研究[D];郑州大学;2010年
6 龙海山;P型Mg-Si基热电材料的合成与性质研究[D];武汉理工大学;2004年
7 芦玉峰;快速凝固β-FeSi_2基热电材料的研究[D];浙江大学;2003年
8 李伟文;β-FeSi_2基热电材料电学性能研究[D];浙江大学;2002年
9 陈瑞雪;电场对Bi-Sb-Te和Mg-Si-Sn热电材料微观结构及其性能的影响[D];太原理工大学;2011年
10 林俊;钴基氧化物热电材料制备与物性[D];杭州电子科技大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张小明;神奇的热电材料[N];中国知识产权报;2001年
2 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
3 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
4 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
5 ;热电材料及其应用[N];科技日报;2004年
6 冯卫东;有热的地方就能有电[N];科技日报;2008年
7 任红轩;纳米热电材料获重大突破[N];中国矿业报;2004年
8 任红轩 记者 束洪福;我科学家在纳米热电材料上获重大突破[N];科技日报;2004年
9 唐茵;硅材料可将废热变电能[N];中国化工报;2008年
10 本报记者 林妍;纳米新材料带来冷热巨变[N];中国经济导报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978