Half-Heusler中高温热电器件Fe/Ni/Ti基电极阻挡层材料的研究
发布时间：2022-07-14 10:33
Half-Heusler合金作为一类新型热电材料,其具有优异的电学和机械性能、良好的热稳定性、相对廉价以及环保的组成元素等诸多优势,可以满足大规模商业化热电发电器件应用。Half-Heusler体系的热电材料中,N型和P型的热电材料的ZT值均已突破了1.0,热电器件转换效率的理论计算值也达到了15%,但是,有关热电器件的制备技术的研究则相对较少,而器件电极接头的稳定与否对热电器件的转换效率有着重要的影响。本论通过电弧熔炼、放电等离子烧结及固相反应技术分别制备了N型Hf0.25Zr0.75NiSn0.99Sb0.01及P型FeNb0.88Hf0.12Sb half-Heusler热电材料。在800 K时,二种材料ZT值均接近1。在此基础上,采用两步SPS烧结法,以纯金属Fe/Ni/Ti及FeNi/TiNi合金作为阻挡层,研究了热电材料/阻档层的扩散界面、接触电阻,并进行了等温时效评价工作,获得了如下几方面的结果:（1）Fe、Ni及FeNi作为N/P-HH阻挡层材料时,连接界面的扩散层厚度小于50μm,接触电阻率16~18μΩ?cm2。但与HH连接质量较差,Fe、Ni、FeNi/N-HH连...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 热电效应及应用
1.2 热电材料的简介及half-Heusler热电材料的研究进展
1.2.1 热电材料简介
1.2.2 Half-Heusler热电材料的研究进展
1.3 热电器件的结构与制备
1.3.1 热电器件的组成及结构
1.3.2 热电器件的制备
1.3.3 热电器件电极阻挡层
1.3.4 热电器件电极阻挡层材料的研究现状
1.4 论文选题及研究内容
1.4.1 N型热电材料的选择
1.4.2 P型热电材料的选择
1.4.3 电极阻挡层材料的选择
第二章 实验技术与性能表征方法
2.1 实验材料及设备
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器
2.2 实验制备技术
2.2.1 热电材料的制备
2.2.2 放电等离子烧结（SPS）
2.2.3 物相分析及性能表征
2.3 HH/阻挡层连接界面行为研究
2.3.1 界面微观形貌分析
2.3.2 界面电阻率测试
2.3.3 等温时效考核
2.4 电极阻挡层/HH连接界面反应研究方法
2.5 热电性能测试
2.5.1 电学性能
2.5.2 热学性能
第三章 HH热电材料的制备及性能测试
3.1 热电材料的制备及物相分析
3.1.1 N型热电材料
3.1.2 P型热电材料
3.1.3 Half-Heusler热电材料的物相组成
3.2 N、P型HH热电材料的性能表征
3.2.1 N型热电材料的热电性能测试及比较
3.2.2 P型热电材料的热电性能测试及比较
3.3 小结
第四章 纯金属阻挡层/HH连接界面的研究
4.1 纯金属/N-HH连接界面的研究
4.1.1 纯金属/N-HH连接处微观形貌及成分分布
4.1.2 纯金属/N-HH连接的界面电阻
4.1.3 Ti/HH连接的时效考核
4.2 Ti/P-HH连接界面的研究
4.2.1 Ti/P-HH连接微观形貌及成分分布
4.2.2 Ti/P-HH连接的界面电阻
4.2.3 Ti/P-HH连接的时效分析
4.3 小结
第五章 FeNi、TiNi/HH连接界面的研究
5.1 FeNi/HH连接界面的研究
5.1.1 FeNi/N-HH连接界面的研究
5.2 TiNi/N-HH连接界面的研究
5.2.1 TiNi/N-HH连接处微观形貌及成分分布
5.2.2 TiNi/N-HH连接处的界面电阻
5.2.3 TiNi/N-HH连接的时效考核
5.3 TiNi/P-HH连接界面的研究
5.3.1 TiNi/P-HH连接处的微观形貌及成分分布
5.3.2 TiNi/P-HH 连接处的界面电阻
5.3.3 TiNi/P-HH连接处时效考核
5.4 小结
第六章 结论
参考文献
致谢
本文编号：3660961
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 热电效应及应用
1.2 热电材料的简介及half-Heusler热电材料的研究进展
1.2.1 热电材料简介
1.2.2 Half-Heusler热电材料的研究进展
1.3 热电器件的结构与制备
1.3.1 热电器件的组成及结构
1.3.2 热电器件的制备
1.3.3 热电器件电极阻挡层
1.3.4 热电器件电极阻挡层材料的研究现状
1.4 论文选题及研究内容
1.4.1 N型热电材料的选择
1.4.2 P型热电材料的选择
1.4.3 电极阻挡层材料的选择
第二章 实验技术与性能表征方法
2.1 实验材料及设备
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器
2.2 实验制备技术
2.2.1 热电材料的制备
2.2.2 放电等离子烧结（SPS）
2.2.3 物相分析及性能表征
2.3 HH/阻挡层连接界面行为研究
2.3.1 界面微观形貌分析
2.3.2 界面电阻率测试
2.3.3 等温时效考核
2.4 电极阻挡层/HH连接界面反应研究方法
2.5 热电性能测试
2.5.1 电学性能
2.5.2 热学性能
第三章 HH热电材料的制备及性能测试
3.1 热电材料的制备及物相分析
3.1.1 N型热电材料
3.1.2 P型热电材料
3.1.3 Half-Heusler热电材料的物相组成
3.2 N、P型HH热电材料的性能表征
3.2.1 N型热电材料的热电性能测试及比较
3.2.2 P型热电材料的热电性能测试及比较
3.3 小结
第四章 纯金属阻挡层/HH连接界面的研究
4.1 纯金属/N-HH连接界面的研究
4.1.1 纯金属/N-HH连接处微观形貌及成分分布
4.1.2 纯金属/N-HH连接的界面电阻
4.1.3 Ti/HH连接的时效考核
4.2 Ti/P-HH连接界面的研究
4.2.1 Ti/P-HH连接微观形貌及成分分布
4.2.2 Ti/P-HH连接的界面电阻
4.2.3 Ti/P-HH连接的时效分析
4.3 小结
第五章 FeNi、TiNi/HH连接界面的研究
5.1 FeNi/HH连接界面的研究
5.1.1 FeNi/N-HH连接界面的研究
5.2 TiNi/N-HH连接界面的研究
5.2.1 TiNi/N-HH连接处微观形貌及成分分布
5.2.2 TiNi/N-HH连接处的界面电阻
5.2.3 TiNi/N-HH连接的时效考核
5.3 TiNi/P-HH连接界面的研究
5.3.1 TiNi/P-HH连接处的微观形貌及成分分布
5.3.2 TiNi/P-HH 连接处的界面电阻
5.3.3 TiNi/P-HH连接处时效考核
5.4 小结
第六章 结论
参考文献
致谢
本文编号：3660961
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