收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

n型Bi_2Te_3系热电材料成型与性能研究

陈柔刚  
【摘要】:热电材料能够实现电能和热能之间的直接转换,在某些场合应用优势明显。Bi_2Te_3 系材料是当前应用最广的热电材料,主要采用布里奇曼(Bridgman)法制备,但其机械强度低,易解理。通过使用先熔炼合金再粉碎熔块,再用烧结成型虽可以提高材料机械加工性能,但是这种方法的工序多、成本高,且材料的热电性能较低。本文首先综述了热电材料的发展情况,并对粉末冶金方法制备Bi_2Te_3 系热电材料做了介绍。 机械合金化是一种制备粉末材料的常用方法,能够将原始粉末通过球磨直接合成合金粉末,制备出熔炼法无法合成的材料,具备低成本的优势。本文采用机械合金化方法制备n 型Bi_2Te_3系合金粉末,再利用热压方法烧结成型; 为提高材料的热电性能,对热压样品进行了热挤压对于材料热电性能的影响的探索性工作。 本文首先对n 型Bi_2Te_3系热电材料的机械合金化工艺进行了摸索,通过XRD 和DTA 分析表明经4 小时球磨之后即已获得单相的Bi_2Te_3 粉末。 对经过机械合金化处理的合金粉末,进行了热压成型的工作。发现随着烧结温度的升高,材料热电性能逐渐升高。断口分析表明,340℃热压样品尚未充分烧结。较长的烧结时间能够获得更好的热电性能,但是过长的温度反而导致部分晶粒长大,不利于材料热电性能的提高,热压烧结4 小时之后的样品具有最好的热电性能,能够获得的热电优值Z=1.7×10-3/K。 为了改进材料的热电性能,本文选择了Ag 元素和Sn 元素进行掺杂实验。实验结果表明,0.20wt.%的Ag 掺杂能够增加材料热电性能,相比未进行掺杂的材料而言,性能从Z=1.3×10-3/K 提高到了1.7×10-3/K。Sn 掺杂则对于热电性能有负面影响,因为较高含量的Sn 掺杂导致了富Te 的第二相的出现,使得材料热电性能下降。 由于粉末冶金方法获得的Bi_2Te_3系虽然能够通过晶粒细化提高材料的机械性能,但是同时也丧失了热电性能的各向异性,导致热电性能的降低。为此,本文尝试了Bi_2Te_3 系热电材料的热挤压工作。通过对变形过程的受力、塑性成型模拟的应力场以及实验结果的的综合分析,初步确定了挤压过程中影响材料表面质量问题的主要原


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 谭宏斌;;钴酸钙系热电材料研究进展[J];山东陶瓷;2009年05期
2 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
3 宋新莉;袁泽喜;刘静;彭冰;文长波;;机械合金化及等离子体烧结法制备Skutterudite热电材料Fe_xCo_(4-x)Sb_(12)[J];武汉科技大学学报;2008年04期
4 张倩;朱铁军;殷浩;赵新兵;;La掺杂n型Mg_2Si基半导体的热电性能研究[J];功能材料;2008年12期
5 宁江天,易丹青;机械合金化制备Fe_3Si金属间化合物的研究[J];湖南有色金属;2000年06期
6 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
7 吴进明,吴年强,郑史烈,李志章,叶仲屏;球磨时间对机械合金化Al-8Ti合金组织的影响[J];材料科学与工程;1998年02期
8 周芸,周兆,沈容;机械合金化制备β-FeSi_2热电材料的研究[J];粉末冶金技术;2004年04期
9 宋新莉;刘静;袁泽喜;沈冬冬;张鑫;李倩;;机械合金化与等离子体烧结法制备CoSb_3热电材料[J];武汉科技大学学报(自然科学版);2007年01期
10 黄向阳,徐政,陈立东;Half-Heusler热电半导体材料[J];无机材料学报;2004年01期
11 彭江英;杨君友;宋新丽;陈跃华;鲍思前;张同俊;;Fe置换CoSb_3基Skutterudite化合物Co_(4-x)Fe_xSb_(12)的机械合金化-热压-退火制备工艺研究[J];材料科学与工程学报;2006年06期
12 况学成;宁小荣;;热电材料的研究现状及发展趋势[J];佛山陶瓷;2008年06期
13 姜洪义;王华文;任卫;;SiGe热电材料的发展与展望[J];材料导报;2007年07期
14 周敏;李来风;李敬锋;;机械合金化和放电等离子烧结制备AgPbSbTe热电材料[J];材料研究学报;2010年02期
15 鲍思前;杨君友;朱文;李守林;樊希安;段兴凯;;La填充Ni置换n型Skutterudite热电材料的制备及性能[J];材料科学与工程学报;2008年03期
16 李佳;张忻;路清梅;张久兴;卫群;;MA-SPS制备高热电性能p型(Bi,Sb)_2Te_3合金块体[J];功能材料;2008年06期
17 邹敏敏;李敬锋;;机械合金化与放电等离子体烧结制备TiNiSn基Half-Heusler热电化合物[J];稀有金属材料与工程;2009年S2期
18 樊希安,杨君友,陈柔刚,朱文,鲍思前;块体Bi_2Te_3基热电材料性能优化及最新进展[J];功能材料;2005年08期
19 刘玮书;张波萍;李敬锋;刘静;;机械合金化合成CoSb_3过程中的固相反应机理的热力学解释[J];物理学报;2006年01期
20 李成川;任维丽;潘志军;张澜庭;吴建生;;热电材料CoSi化合物的机械合金化合成[J];上海交通大学学报;2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李佳;张忻;路清梅;张久兴;卫群;;球磨时间对P型Bi_2Te_3基热电材料性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(4)[C];2007年
2 张久兴;刘科高;路清梅;张隆;周美玲;;CoSb_3纳米晶块体热电材料的制备研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2003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 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
5 宋春梅;高钦翔;黄荣进;许雯;龚领会;李来风;;Pb对Bi-Sb基纳米热电材料低温性能影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(4)[C];2007年
6 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
7 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
8 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
9 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
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 刘晓;SbSn金属间化合物的制备及其脱硫应用[D];南京工业大学;2005年
3 彭江英;Skutterudite系热电材料制备及性能研究[D];华中科技大学;2005年
4 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
5 刘科高;MA-SPS制备CoSb_3和RE_xCo_4Sb_(12)的热电性能及其机理研究[D];北京工业大学;2004年
6 鲍思前;La填充Skutterudite热电材料的制备、结构及性能研究[D];华中科技大学;2006年
7 张倩;Mg_2(Si,Sn)基热电材料的合金化和复合化研究[D];浙江大学;2009年
8 樊希安;(Bi,Sb)_2(Te,Se)_3系热电材料的制备及性能优化研究[D];华中科技大学;2007年
9 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
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈柔刚;n型Bi_2Te_3系热电材料成型与性能研究[D];华中科技大学;2005年
2 李良彪;Bi_2Te_3系材料等离子活化烧结工艺及热电性能研究[D];华中科技大学;2008年
3 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
4 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
5 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
6 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
7 宋新莉;Filled-skutterudite/Bi_2Te_3基梯度结构热电材料的研究[D];华中科技大学;2004年
8 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
9 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
10 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
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;热电材料及其应用[N];科技日报;2004年
2 张小明;神奇的热电材料[N];中国知识产权报;2001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 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
5 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
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 ;大型热挤压过程模拟及挤压与热处理工艺参数选择通过鉴定[N];中国有色金属报;2003年
10 ;如何界定掺杂掺假[N];中国质量报;2001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