Bi 2 Se 3 基合金热电性能研究

发布时间：2023-04-23 07:20

　　热电材料是一种可以实现热能与电能之间直接转换的功能材料,可以用于废热利用,也可以进行制冷。热电器件具有可扩展性,没有移动部件,稳定可靠,可用于传统热机无法使用的领域。Bi₂Se₃合金是一种与Bi₂Te₃晶体结构相似的半导体材料,它与Bi₂Te₃合金同为R-3m斜方晶系,是一种极具潜力的室温热电材料。地球上Se元素的储存量远大于Te元素,所以开发Bi₂Se₃合金代替Bi₂Te₃对于热电材料的商业应用具有很大意义。本课题采用熔炼、球磨和热压的方法制备了Bi₂Se₃基热电材料,分别研究了组织形貌、载流子浓度对Bi₂Se₃合金热电性能的影响,并研究了Bi₂Se₃合金p型掺杂效应。取得的主要研究成果如下:探究了二次锻压对Bi₂S...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 热电效应
        1.2.1 Seebeck效应
        1.2.2 Peltier效应
        1.2.3 Thomson效应
    1.3 热电材料主要性能参数及优化方法
        1.3.1 热电优值ZT
        1.3.2 Seebeck系数
        1.3.3 电导率
        1.3.4 热导率
        1.3.5 热电性能的优化方法
    1.4 Bi₂Se₃基热电材料简介
    1.5 论文工作的意义和主要研究内容
        1.5.1 Bi₂Se₃合金的研究意义
        1.5.2 主要研究内容及创新点
第2章 实验方法
    2.1 实验原料及仪器
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 样品制备及实验流程
    2.3 结构及性能表征
        2.3.1 物相表征
        2.3.2 显微组织表征
        2.3.3 热性能表征
        2.3.4 电性能表征
第3章 Bi₂Se₃热电性能研究
    3.1 引言
    3.2 Bi₂Se₃制备工艺
    3.3 Bi₂Se₃物相及显微结构分析
        3.3.1 物相分析
        3.3.2 显微组织分析
    3.4 Bi₂Se₃性能分析
        3.4.1 电性能分析
        3.4.2 热性能分析
        3.4.3 Bi₂Se₃合金ZT值分析
    3.5 本章小结
第4章 Cu掺杂Bi₂Se₃合金热电性能研究
    4.1 引言
    4.2 Cu_xBi₂Se₃合金热电性能研究
        4.2.1 Cu_xBi₂Se₃合金制备工艺
        4.2.2 Cu_xBi₂Se₃合金物相分析
        4.2.3 Cu_xBi₂Se₃合金电性能分析
        4.2.4 Cu_xBi₂Se₃合金热性能分析
        4.2.5 Cu_xBi_2-xSe₃合金ZT值分析
        4.2.6 小结
    4.3 Cu_xBi_2-xSe₃合金热电性能研究
        4.3.1 Cu_xBi_2-xSe₃合金制备工艺
        4.3.2 Cu_xBi_2-xSe₃合金物相分析
        4.3.3 Cu_xBi_2-xSe₃合金显微组织分析
        4.3.4 Cu_xBi_2-xSe₃合金电性能分析
        4.3.5 Cu_xBi_2-xSe₃合金热性能分析
        4.3.6 Cu_xBi_2-xSe₃合金ZT值分析
        4.3.7 小结
    4.4 二次锻压对Cu_0.0125Bi_1.9875Se₃热电性能的优化研究
        4.4.1 二次锻压Cu_0.0125Bi_1.9875Se₃合金制备工艺
        4.4.2 二次锻压Cu_0.0125Bi_1.9875Se₃合金电性能分析
        4.4.3 二次锻压Cu_0.0125Bi_1.9875Se₃合金热性能及ZT值分析
        4.4.4 小结
    4.5 本章小结
第5章 受主掺杂Bi₂Se₃合金热电性能研究
    5.1 引言
    5.2 Mn掺杂Bi₂Se₃合金热电性能研究
        5.2.1 Mn_xBi_2-xSe₃合金制备方案
        5.2.2 Mn_xBi_2-xSe₃合金物相及显微组织分析
        5.2.3 Mn_xBi_2-xSe₃合金热电性能分析
        5.2.4 小结
    5.3 Na掺杂Bi₂Se₃合金热电性能研究
        5.3.1 Na_xBi_2-xSe₃合金制备方案
        5.3.2 Na_xBi_2-xSe₃合金物相及显微组织分析
        5.3.3 Na_xBi_2-xSe₃合金热电性能分析
        5.3.4 小结
    5.4 Pb掺杂Bi₂Se₃合金热电性能研究
        5.4.1 Pb_xBi_2-xSe₃合金制备方案
        5.4.2 Pb_xBi_2-xSe₃合金物相及显微组织分析
        5.4.3 Pb_xBi_2-xSe₃合金电性能分析
        5.4.4 Pb_xBi_2-xSe₃合金热性能与ZT值分析
        5.4.5 小结
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3799364