元素掺杂及CNTs/SiC弥散对Bi 2 Ba 2 Co 2 O y 热电性能的影响研究

发布时间：2022-10-20 14:58

　　热电材料能够依靠固体材料中载流子的输运实现热能和电能的直接转换,主要应用于温差发电和热电制冷。用热电材料制作的热电器件具有结构简单、性能可靠以及环境友好等诸多优点。材料的热电性能好坏与其电阻率、塞贝克系数和热导率有关,常用无量纲的热电优值ZT来评价（ZT=S2T（ρK）,S为塞贝克系数,ρ为电阻率,κ为热导率,T为工作温度）。功率因子定义为:PF=S2/ρ。氧化物热电材料物理化学稳定性好,但一般电阻率太大使得其热电性能远不如合金材料。而NaCo2O4材料具有较高热电性能的发现,引发了氧化物热电材料的研究热潮。Bi2Ba2Co2Oy材料即是一类性能较好的具有层状结构的Co基氧化物热电材料。提高Co基氧化物热电性能的方法多样,其中元素掺杂和纳米化是两个重要的方向。合适的元素掺杂能够提高载流子浓度,从而改善电输运性能,一些重元素掺杂还能较好地降低材料热导率。纳米材料的量子尺寸效应和库伦阻塞有可能提高材料的热电性能。本文采用简单的高温固相合成法制备样品,通过XRD、SEM和EDS等进行物相表征,并对材料的电阻率、塞贝克系数、热导率、功率因子和ZT值进行测量和计算。本文首先研究了 Na、K元素B... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 热电基础理论
        1.2.1 热电效应
        1.2.2 热电参数及热电优值
    1.3 热电材料研究进展
    1.4 热电材料发展趋势
    1.5 Bi_2Ba_2Co_2O_y氧化物热电材料研究现状
    1.6 研究课题的提出
    1.7 本文的主要研究内容及思路
2 Bi_2Ba_2Co_2O_y系列材料制与表征方法
    2.1 实验方法简介
        2.1.1 固相法
        2.1.2 溶胶凝胶法
        2.1.3 溶液法
    2.2 高温固相法实验过程
    2.3 材料的物相结构及微观形貌表征
        2.3.1 物相表征
        2.3.2 形貌表征
    2.4 热电性能测试及数据分析
        2.4.1 电性能测试
        2.4.2 热输运性能测试
3 Na、K掺杂对Bi_2Ba_2Co_2O_y形貌和热电性能的影响
    3.1 引言
    3.2 Na掺杂对Bi_2Ba_2Co_2O_y形貌和热电性能的影响
        3.2.1 Bi_(2-x)Na_xBa_2Co_2O_y块体样品的备
        3.2.2 Bi_(2-x)Na_xBa_2Co_2O_y的XRD物相分析
        3.2.3 Bi_(2-x)Na_xBa_2Co_2O_y块体的SEM形貌分析
        3.2.4 电学性能测试
        3.2.5 热输运性能测试
        3.2.6 结果分析
    3.3 K掺杂对Bi_2Ba_2Co_2O_y热电性能的影响
        3.3.1 Bi_(2-x)K_xBa_2Co_2O_y块体样品的制备
        3.3.2 Bi_(2-x)K_xBa_2Co_2O_y的XRD物相分析
        3.3.3 电学性能测试
        3.3.4 结果分析
    3.4 本章小结
4 Na掺杂、CNTs/C米点弥散Bi_2Ba_2Co_2O_y热电性能的影响
    4.1 引言
    4.2 Bi_(1.975)Na_(0.025)Ba_2Co_2O_y+CNTs x wt%的热电性能研究
        4.2.1 样品制备
        4.2.2 物相分析
        4.2.3 电输运性能测试
        4.2.4 热输运性能测试
        4.2.5 结果分析
    4.3 Bi_(1.975)Na_(0.025)Ba_2Co_2O_y+C米点x wt%的热电性能研究
        4.3.1 物相分析
        4.3.2 电输运性能测试
        4.3.3 结果分析
    4.4 本章小结
5 纳米SiC弥散Bi_2Ba_2Co_2O_y功率因子的影响
    5.1 引言
    5.2 Bi_2Ba_2Co_2O_y+SiC xwt%复合材料制备
    5.3 电学性能测试
        5.3.1 Bi_2Ba_2Co_2O_y+SiC xwt%复合材料的电阻率
        5.3.2 Bi_2Ba_2Co_2O_y+SiC xwt%复合材料的塞贝克系数
        5.3.3 Bi_2Ba_2Co_2O_y+SiC xWt%复合材料的功率因子
    5.4 结果分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
个人简历及硕士期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3694748