热喷涂制备Bi 2 Se 0.3 Te 2.7 热电材料的工艺研究

发布时间：2023-05-07 17:15

　　热电器件通过热电效应进行工作,可以实现热能和电能的相互转化,具有无污染、体积小、可靠性高等优点。热电材料是构成热电器件的基础,其中Bi₂Te₃系化合物是室温下性能最优、应用最广的热电材料。目前,采用区域熔炼法工艺制备的商业化Bi₂Te₃系块体热电材料的ZT值在1附近。但是区熔材料的硬度低、脆性大,不利于材料的加工和应用。并且当前热电器件的制备工艺繁琐、周期长,使得器件的成本高、成品率低。因此,探索新的热电器件制备工艺意义重大。热喷涂是表面工程的一门重要技术,具有结合力强、成膜速度快、成膜厚度可调的特点。采用热喷涂技术在覆铜陶瓷基板上直接喷涂热电材料,能大大减少器件制备工艺环节,降低生产成本、提高成品率。为此,粉末必须有良好的流动性。本文以商业区熔n型Bi₂Se_0.3Te_2.7为原材料,采用聚合物造粒方法改善了Bi₂Se_0.3Te_2.7的粉末流动性,并比较了造粒前后样品的...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 热电学发展历程
    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 热电器件的应用
    1.4 Bi₂Te₃基热电材料简介
        1.4.1 Bi₂Te₃的晶体结构
        1.4.2 Bi₂Te₃基热电材料的制备
        1.4.3 Bi₂Te₃基热电材料的应用
    1.5 等离子和超音速火焰喷涂简介
        1.5.1 等离子喷涂
        1.5.2 超音速火焰喷涂
    1.6 选题内容和意义
2 实验方法
    2.1 实验材料和设备
    2.2 实验工作
    2.3 性能测试与结构分析
        2.3.1 密度测试
        2.3.2 粉末流动性测试
        2.3.3 速度和温度测试
        2.3.4 显微硬度测试
        2.3.5 结合强度测试
        2.3.6 物相分析
        2.3.7 微观形貌分析
        2.3.8 电导率和Seebeck系数测试
        2.3.9 热导率测试
    2.4 本章小结
3 聚合物造粒对Bi₂Se_0.3Te_2.7粉末流动性和热电性能的影响
    3.1 样品的物理性能
    3.2 样品的表征
    3.3 电学性能
    3.4 热学性能和ZT值
    3.5 本章小结
4 等离子喷涂制备Bi₂Se_0.3Te_2.7的工艺探索
    4.1 气体压力的影响
    4.2 送粉量和喷涂距离对涂层的影响
    4.3 涂层表征
    4.4 本章小结
5 超音速火焰喷涂制备Bi₂Se_0.3Te_2.7的工艺探索
    5.1 燃料流量和喷涂距离的影响
    5.2 送粉量和喷涂距离的影响
    5.3 涂层表征
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果
致谢



本文编号：3810991