收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

ZnO基热电材料的制备及其性能研究

李书要  
【摘要】: 热电材料是一种能够实现热能和电能直接相互转换的功能材料,在温差发电和热电制冷等领域具有重要的应用价值和广泛的应用前景。近年来,由于ZnO基化合物的高熔点、高化学稳定性以及高的电导率和Seebeck系数,已经成为一种很有发展前景的高温氧化物热电材料。 本文以ZnO基热电材料为研究对象,采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了ZnO基化合物的前驱粉体,然后用热压烧结法制备出ZnO基块体材料。通过XRD、SEM等对所制样品的物相组成、显微组织进行分析,通过测试样品的电导率、Seebeck系数和功率因子进行材料热电性能的分析。利用均匀试验和正交试验结果分析了热压烧结工艺对材料热电性能的影响规律,找出了较佳的工艺为:烧结温度920℃、成型压力2.7MPa、保温时间40min。试样的SEM分析表明,试样的致密度较低,含有大量的孔洞,这种结构有利于降低材料的热导率,从而提高其热电性能。 为了改善材料的热电性能,对ZnO进行了Al、In、Ce、Y和Al-Ce的掺杂研究。实验结果表明,除了Y掺杂外,其它几种元素掺杂都对材料的热电性能有较大的影响,不同程度地改善了材料的热电性能,且表现出—最佳掺杂量。在500℃~900℃之间,对试样的电导率和Seebeck系数进行了测试分析,结果表明,试样的电导率随着温度的升高而增大,随着元素掺杂浓度的增大而增大。试样的Seebeck系数均表现为负值,Seebeck系数的绝对值大致随着温度的升高而增大,随着元素掺杂浓度的增大而减小。对于电导率,Al-Ce共掺杂的试样拥有最大的电导率值,其范围在11.5~40.0Ω~(-1)cm~(-1)之间,Y掺杂的试样电导率值最小,其范围在4.2~16.4Ω~(-1)cm~(-1)之间。对于Seebeck系数,In掺杂试样的Seebeck系数绝对值最大,其范围在-164~-397μVK~(-1)。之间,Al-Ce共掺杂试样的Seebeck系数绝对值最小,其范围在-68~-156μVK~(-1)之间。在全部掺杂试样中,In掺杂量为2mol%的试样在900℃下对应的功率因子值最大,为3.1×10~(-4)Wm~(-1)K~(-2)。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 段俊荣;;热电材料浅谈[J];电子工艺技术;1988年05期
2 ;日本开发出超高性能热电材料[J];新材料产业;2001年01期
3 李瑜煜;张仁元;;钴基氧化物热电材料研究现状与展望[J];电源技术;2006年08期
4 谭宏斌;;三类金属氧化物热电材料的研究进展[J];电子元件与材料;2009年10期
5 ;热电材料最新论文摘录[J];电子元件与材料;2013年07期
6 ;二、热电材料和简单的探测器[J];红外与激光技术;1979年01期
7 张添立;卓越娅;;近年来国内热电材料研究的进展[J];激光与红外;1983年05期
8 沈强,涂溶,张联盟;热电材料的研究进展[J];硅酸盐通报;1998年04期
9 ;福建物构所新颖热电材料探索研究获重要进展[J];电子元件与材料;2010年04期
10 ;创新型热电材料转换效率创世界纪录[J];电子元件与材料;2012年10期
11 国义;;可提高红外探测器性能的热电材料特性的研究[J];激光与红外;1976年11期
12 南策文;热电材料及多场耦合效应[J];中国科学基金;1999年04期
13 龚晓钟;曾艳芳;叶洞君;田鹏;罗智宇;汤皎宁;;稀土填充热电材料Bi_2Sb_3Ce_x,Bi_2Sb_3Nd_x的制备及电性能研究[J];稀有金属材料与工程;2010年04期
14 ;高性能低温热电材料研究获进展[J];红外;2010年11期
15 毛顺杰,栾伟玲,黄琥,涂善东,郭景坤;氧化物热电材料的研究现状与应用[J];硅酸盐通报;2005年03期
16 冷永刚,姜洪义,张联盟;Mg-Si基热电材料研究进展[J];国外建材科技;2001年01期
17 姜涛;余大斌;施文;;非钴基氧化物热电材料研究进展[J];材料科学与工程学报;2009年01期
18 新型;;宁波材料所在热电材料研究方面取得系列进展[J];化工新型材料;2014年05期
19 胡建民,吕强,王月媛,信江波,荣剑英;N型赝三元冷压烧结热电材料的制备及其性能研究[J];哈尔滨师范大学自然科学学报;2004年02期
20 吕强;程颖;程艳;胡建民;王景聚;赵洪安;荣剑英;;Bi_2Te_3基p型赝三元热电材料的热压制备及性能[J];硅酸盐学报;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 刘艳春;曾令可;任雪潭;税安泽;王慧;;热电材料的研究现状及展望[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2005学术年会论文专辑[C];2005年
3 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
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 ;热电材料[A];2010中国材料研讨会论文摘要集[C];2010年
6 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
7 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
8 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
9 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
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 孙毅;氧化物热电材料的制备及性能研究[D];山东大学;2012年
2 邱安宁;热电材料晶体结构与微观缺陷相关的特异传输性质[D];上海交通大学;2009年
3 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
4 周爱军;环境友好型硅化物和氧化物热电材料的研究[D];浙江大学;2010年
5 邢学玲;钴酸盐热电材料的制备、性能及量子化学计算[D];武汉理工大学;2006年
6 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
7 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
8 裴健;层状钙钴氧化物热电材料的制备及其性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
9 周楠;层状钙钛矿型氧化物热电材料的制备及输运性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
10 崔教林;宽温区叠层热电材料的设计、制作与性能研究[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘晓虎;快速凝固热压金属硅化物热电材料研究[D];浙江大学;2003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 樊东晓;P型硅化物热电材料的制备及掺杂[D];浙江大学;2011年
4 焦虎军;新型热电材料的高温高压合成[D];吉林大学;2005年
5 唐兆官;多元碲化物热电材料的制备与性能[D];浙江大学;2007年
6 郝松;方钴矿基热电材料的高压制备与热电性能研究[D];湘潭大学;2013年
7 疏敏;低温纳米热电材料的制备和性能研究[D];华东理工大学;2011年
8 崔洪梅;低维热电材料的制备与表征[D];山东大学;2005年
9 孙世金;方钴矿热电材料基本力学性能的分子动力学模拟[D];武汉理工大学;2006年
10 林珊珊;硅化物热电材料的合成与物性[D];杭州电子科技大学;2014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 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 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
6 华凌;创新型热电材料转换效率创世界纪录[N];科技日报;2012年
7 张小明;神奇的热电材料[N];中国知识产权报;2001年
8 本报记者 薛飞;“热变电”时代或将不再是传说[N];中国知识产权报;2012年
9 英国诺丁汉大学地理系博士 康夫;太阳能新出路[N];第一财经日报;2011年
10 任红轩;纳米热电材料获重大突破[N];中国矿业报;2004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