熔體旋甩法制備高性能納米結(jié)構(gòu)方鈷礦熱電材料

前言

　　熱電轉(zhuǎn)換材料（簡稱熱電材料）是一種環(huán)境友好型的新能源材料，在熱電發(fā)電和熱電制冷技術(shù)中具有廣闊的應(yīng)用前景。高效熱電轉(zhuǎn)換材料的研究和開發(fā)是國際上高度關(guān)注的前沿課題。方鈷礦（CoSb3）化合物由于具有較大的載流子遷移率、較高的Seebeck系數(shù)，被認為是極具應(yīng)用前景的新型中溫熱電材料，但由于其熱導(dǎo)率較高使其熱電性能指數(shù)ZT和轉(zhuǎn)換效率處于較低的水平，并限制了其實際應(yīng)用。改善方鈷礦材料的熱電性能的主要途徑是在保持其較好的電傳輸性能的同時，通過降低材料的熱導(dǎo)率來實現(xiàn)?！　”狙芯恳詎型填充式CoSb3基方鈷礦化合物為研究對象，擬通過結(jié)構(gòu)低維化和摻雜兩種手段來進一步改善n型CoSb3化合物的熱電性能，探索熔體旋甩（MS）結(jié)合放電等離子燒結(jié)（SPS）技術(shù)制備高性能納米方鈷礦化合物的可能性，揭示MS+SPS過程中相轉(zhuǎn)變及微結(jié)構(gòu)的形成規(guī)律以及微結(jié)構(gòu)對材料熱電性能的影響規(guī)律，以Yb、In、Ce為摻雜元素，闡明不同摻雜元素在CoSb3化合物中的存在形式及其對微結(jié)構(gòu)和熱電性能的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，制備出高性能納米結(jié)構(gòu)熱電材料?！　”緯饕獌?nèi)容包括以下幾部分：　　（1）探索采用MS+SPS技術(shù)制備具有納米結(jié)構(gòu)n型Yb，-CO4Sb12（x＝0.1，0.2，0.3）化合物的可能性。系統(tǒng)研究MS工藝參數(shù)（如銅輥轉(zhuǎn)速、噴氣壓力、噴孔尺寸等）對產(chǎn)物自由面、接觸面及截面的成分、相組成和微結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。　?。?）系統(tǒng)研究MS后得到的具有特殊成分、相組成和微結(jié)構(gòu)的帶狀產(chǎn)物在后續(xù)退火及SPS過程中的物相及微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過程和轉(zhuǎn)變機理，實現(xiàn)對具有納米結(jié)構(gòu)CoSb3化合物的結(jié)構(gòu)可控制備?！　。?）系統(tǒng)研究MS及SPS后產(chǎn)物微結(jié)構(gòu)，包括形態(tài)、尺寸、分布及界面結(jié)構(gòu)等對熱電性能，包括霍爾系數(shù)、載流子濃度、遷移率、電導(dǎo)率、Seebeck系數(shù)、功率因子、（晶格）熱導(dǎo)率、熱電性能指數(shù)等熱電輸運的影響規(guī)律和機制，在此規(guī)律性認識基礎(chǔ)上，實現(xiàn)微結(jié)構(gòu)對電熱輸運的協(xié)同調(diào)控。　?。?）系統(tǒng)研究摻雜元素Yb、In、Ce、Sb等在CoSb3化合物中的存在形式，研究在MS+SPS過程中，這些摻雜元素對化合物微結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，通過結(jié)構(gòu)低維化和摻雜兩種手段共同調(diào)控材料的熱電輸運特性，制備出高性能n型填充式CoSb3化合物熱電材料。

內(nèi)容概要

　　《熔體旋甩法制備高性能納米結(jié)構(gòu)方鈷礦熱電材料》講述熱電轉(zhuǎn)換材料（簡稱熱電材料）是一種環(huán)境友好型的新能源材料，在熱電發(fā)電和熱電制冷技術(shù)中具有廣闊的應(yīng)用前景，高效熱電轉(zhuǎn)換材料的研究和開發(fā)是國際上高度關(guān)注的前沿課題。方鈷礦（CoSb3）化合物由于具有較大的載流子遷移率、較高的Seebeck系數(shù)，被認為是極具應(yīng)用前景的新型中溫熱電材料，改善其性能的主要途徑是在保持其較好的電傳輸性能的同時，通過降低材料的熱導(dǎo)率來實現(xiàn)。

書籍目錄

1緒論
1.1熱電效應(yīng)
1.2熱電材料研究進展
1.3方鈷礦熱電材料研究進展
1.4本書的主要研究目的和內(nèi)容
2研究方法與實驗設(shè)備
2.1熱電材料的制備方法及設(shè)備
2.2熱電材料的組成、微觀結(jié)構(gòu)表征方法及設(shè)備
2.3熱電材料的性能評價方法及設(shè)備
3熔體旋甩法制備填充式方鈷礦化合物的預(yù)備研究
3.1實驗可行性及性能預(yù)期
3.2 n型填充式方鈷礦化合物參比樣的合成與熱電性能研究
4 MS+SPS技術(shù)制備n型YbxCo4Sb12化合物的微結(jié)構(gòu)及熱電性能
4.1引言
4.2實驗
4.3結(jié)果與分析
4.4小結(jié)
5預(yù)退火處理對YbxCo4Sb12化合物微結(jié)構(gòu)與熱電性能的影響規(guī)律
5.1引言
5.2帶狀產(chǎn)物預(yù)退火過程中的相組成及微結(jié)構(gòu)變化規(guī)律
5.3預(yù)退火后樣品經(jīng)SPS燒結(jié)后的結(jié)構(gòu)與性能
5.4小結(jié)
6 Sb過量對YbxCo4Sb12+y化合物微結(jié)構(gòu)與熱電性能的影響規(guī)律
6.1引言
6.2YbxCo4Sb12+y化合物的制備和熱電性能
6.3YbxCo4Sb12+y化合物的制備和熱電性能
6.4小結(jié)
7具有原位內(nèi)生InSb納米第二相結(jié)構(gòu)的高性能n型InxCexCo4Sb12化合物
7.1引言
7.2 InxCeyCo4Sb12的制備和微結(jié)構(gòu)及熱電性能
7.3 MS+SPS技術(shù)制備InxCeyCo4Sb12化合物初探
7.4小結(jié)
8結(jié)論
參考文獻

圖書封面

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