Te/CdTe/ZnTe复合BiSbTe基化合物的制备及热电性能
发布时间：2023-05-13 08:16
热电材料作为一种新型清洁的可再生能源材料,能够实现热能与电能的直接相互转化,具有无污染、无损耗、可靠性高等优异特点,有望大幅提高能源利用率、缓解环境污染。其中碲化铋基化合物是目前室温附近性能最为优异稳定的热电材料,其中区熔碲化铋在热电制冷以及汽车尾气余热发电等领域已经取得了一定的应用。但是,中高温区热电性能的显著劣化以及性能的不稳定性严重制约了其进一步大规模商业化应用,因此,对于该体系,性能的提升与稳定性的改善显得尤为迫切与重要。本论文以p型BiSbTe基化合物为研究对象,针对其热电性能提升的核心主题,从缺陷调控和界面工程为主要着手点,综合传统淬火法与熔体旋甩法两种制备工艺,系统研究了过量Te复合、Zn/Cd引入对于BiSbTe样品缺陷结构、物相组成以及热电性能的影响规律,主要内容与结论如下:MS过程使Te均匀分布于BiSbTe晶界,烧结过程中Te的融化挤出能够促进晶粒的滑移与定向排布提升样品的取向性,同时诱导产生高浓度的位错阵列。取向性增强使得样品垂直方向电性能提升,25 wt%Te复合样品垂直方向室温功率因子PF=4.2 mWm-1K-2...
【文章页数】：146 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 热电理论基础
1.2.1 热电效应
1.2.2 热电性能参数及优选原则
1.2.3 热电器件相关参数
1.3 碲化铋基化合物的晶体结构与基本物性
1.4 碲化铋基热电材料的性能优化研究进展
1.4.1 缺陷调控
1.4.2 界面调控
1.4.3 制备工艺调控
1.5 碲化铋基热电材料研究存在的问题
1.6 本论文的选题目的和主要研究内容
第2章 试验方法与设备
2.1 实验方法
2.2 材料制备与加工设备
2.2.1 高温合成设备
2.2.2 熔体旋甩设备
2.2.3 等离子活化烧结设备
2.2.4 切割与抛光设备
2.3 材料成分与结构表征设备
2.3.1 X射线衍射仪
2.3.2 电子显微分析
2.3.3 正电子湮没测试设备
2.4 热电性能的测试原理与设备
2.4.1 Seebeck系数和电导率测试
2.4.2 Hall系数测试
2.4.3 热导率测试
2.4.4 器件热电转化效率测试
第3章 熔体旋甩法制备Te复合BiSbTe及其热电性能研究
3.1 前言
3.2 实验方法
3.3 相组成及微结构
3.3.1 熔体旋甩薄带的相组成及微结构
3.3.2 烧结块体的相组成及微结构
3.4 热电性能
3.4.1 热输运性能
3.4.2 电输运性能
3.5 本章小结
第4章 含Zn的BiSbTe化合物中的缺陷和界面调控及其热电性能研究
4.1 前言
4.2 实验方法
4.3 BiSbTe基体成分与工艺优化
4.3.1 Bi/Sb比优化
4.3.2 MS转速优化
4.4 传统方法制备Zn2x(Bi0.46Sb1.54)1-xTe3及ZnxBi0.46Sb1.54Te3+x及其热电性能研究
4.4.1 相组成、微结构与缺陷解析
4.4.2 热电性能
4.5 熔体旋甩法快速制备ZnxBi0.46Sb1.54Te3+x及其热电性能
4.5.1 相组成及微结构
4.5.2 热电性能
4.6 熔体旋甩样品可靠性、取向性及热稳定性研究
4.6.1 重复性
4.6.2 取向性
4.6.3 热稳定性
4.7 热电器件的制备与性能表征
4.8 本章小结
第5章 含Cd的BiSbTe化合物中的缺陷和界面调控及其热电性能研究
5.1 前言
5.2 实验方法
5.3 传统法制备Cdx(Bi0.46Sb1.54)1-x/2Te3及CdxBi0.46Sb1.54Te3+x及其热电性能研究
5.3.1 相组成与微结构
5.3.2 热电性能
5.4 传统法制备CdxBi0.46Sb1.54Te3+x取向性研究
5.4.1 样品的取向性因子
5.4.2 热电性能
5.5 熔体旋甩法制备制备CdxBi0.46Sb1.54Te3+x及其热电性能
5.5.1 相组成与微结构
5.5.2 热电性能
5.6 Cd0.06Bi0.46Sb1.54Te3.06样品n型掺杂与固熔研究
5.6.1 相组成
5.6.2 热电性能
5.7 本章小结
第6章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文、申请专利和参加会议情况
(一)发表论文情况
(二)申请专利情况
(三)参加会议情况
致谢
本文编号：3815571
【文章页数】：146 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 热电理论基础
1.2.1 热电效应
1.2.2 热电性能参数及优选原则
1.2.3 热电器件相关参数
1.3 碲化铋基化合物的晶体结构与基本物性
1.4 碲化铋基热电材料的性能优化研究进展
1.4.1 缺陷调控
1.4.2 界面调控
1.4.3 制备工艺调控
1.5 碲化铋基热电材料研究存在的问题
1.6 本论文的选题目的和主要研究内容
第2章 试验方法与设备
2.1 实验方法
2.2 材料制备与加工设备
2.2.1 高温合成设备
2.2.2 熔体旋甩设备
2.2.3 等离子活化烧结设备
2.2.4 切割与抛光设备
2.3 材料成分与结构表征设备
2.3.1 X射线衍射仪
2.3.2 电子显微分析
2.3.3 正电子湮没测试设备
2.4 热电性能的测试原理与设备
2.4.1 Seebeck系数和电导率测试
2.4.2 Hall系数测试
2.4.3 热导率测试
2.4.4 器件热电转化效率测试
第3章 熔体旋甩法制备Te复合BiSbTe及其热电性能研究
3.1 前言
3.2 实验方法
3.3 相组成及微结构
3.3.1 熔体旋甩薄带的相组成及微结构
3.3.2 烧结块体的相组成及微结构
3.4 热电性能
3.4.1 热输运性能
3.4.2 电输运性能
3.5 本章小结
第4章 含Zn的BiSbTe化合物中的缺陷和界面调控及其热电性能研究
4.1 前言
4.2 实验方法
4.3 BiSbTe基体成分与工艺优化
4.3.1 Bi/Sb比优化
4.3.2 MS转速优化
4.4 传统方法制备Zn2x(Bi0.46Sb1.54)1-xTe3及ZnxBi0.46Sb1.54Te3+x及其热电性能研究
4.4.1 相组成、微结构与缺陷解析
4.4.2 热电性能
4.5 熔体旋甩法快速制备ZnxBi0.46Sb1.54Te3+x及其热电性能
4.5.1 相组成及微结构
4.5.2 热电性能
4.6 熔体旋甩样品可靠性、取向性及热稳定性研究
4.6.1 重复性
4.6.2 取向性
4.6.3 热稳定性
4.7 热电器件的制备与性能表征
4.8 本章小结
第5章 含Cd的BiSbTe化合物中的缺陷和界面调控及其热电性能研究
5.1 前言
5.2 实验方法
5.3 传统法制备Cdx(Bi0.46Sb1.54)1-x/2Te3及CdxBi0.46Sb1.54Te3+x及其热电性能研究
5.3.1 相组成与微结构
5.3.2 热电性能
5.4 传统法制备CdxBi0.46Sb1.54Te3+x取向性研究
5.4.1 样品的取向性因子
5.4.2 热电性能
5.5 熔体旋甩法制备制备CdxBi0.46Sb1.54Te3+x及其热电性能
5.5.1 相组成与微结构
5.5.2 热电性能
5.6 Cd0.06Bi0.46Sb1.54Te3.06样品n型掺杂与固熔研究
5.6.1 相组成
5.6.2 热电性能
5.7 本章小结
第6章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文、申请专利和参加会议情况
(一)发表论文情况
(二)申请专利情况
(三)参加会议情况
致谢
本文编号：3815571
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3815571.html
最近更新
教材专著
