掺杂对Cu 3 SbSe 4 热电材料性能的影响

发布时间：2025-03-31 23:36

　　热电材料作为一种能够实现电能与热能的相互转换的能源材料,具有高环保性,寿命长,便捷无污染的优点,顺应时代发展的方向。目前大多高性能热电材料存在制备工艺要求高,含有毒元素等,制约了热电材料的大规模商业化应用。类金刚石结构的Cu₃SbSe₄材料由于独特的晶体结构和较好的热电性能被认为是非常有希望的中温热电材料之一。本文通过真空熔融-淬火-退火的方法并结合球磨（BM）与急速热压烧结（HP）工艺成功制备了块体Cu₃SbSe₄化合物,并对比研究了Ni、Co、Ag、In掺杂对Cu₃SbSe₄热电输运性能的影响,同时论文对于粉体粒径对掺杂后的Cu₃SbSe₄化合物的热电性能影响进行了研究,主要研究内容如下:以强化Cu₃SbSe₄化合物声子散射机制为目的,将晶粒尺寸达到几十个纳米左右时,晶格热导率由于晶界散射声子加强而显著下降,同时由于电性能的提高,球磨72小时Cu₃

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 热电基本原理及应用
        1.2.1 Seebeck效应
        1.2.2 Peltier效应
        1.2.3 Thomson效应
        1.2.4 热电转化效率
    1.3 热电物理参数
        1.3.1 热电性能参数
        1.3.2 热电材料的优化与调控
    1.4 热电材料研究进展
        1.4.1 热电材料的发展
        1.4.2 热电材料的分类
    1.5 Cu基三元化合物热电材料的研究进展
        1.5.1 Cu基三元化合物热电材料分类
        1.5.2 Cu基热电材料的常用制备工艺
    1.6 研究目的及主要内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
第二章 材料制备及性能测试
    2.1 实验原料及仪器
    2.2 实验流程
    2.3 实验设备
    2.4 试样的制备
        2.4.1 Cu₃SbSe₄ 的制备
        2.4.2 机械球磨法
        2.4.3 急速热压烧结
    2.5 材料的性能测试
        2.5.1 X射线衍射(XRD)分析
        2.5.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
        2.5.3 电阻率及Seebeck系数测试
        2.5.4 热导率测试
第三章 Ni掺杂对Cu₃SbSe₄ 热电材料的性能影响
    3.1 引言
    3.2 Cu₃SbSe₄ 热电材料的粒度分析与微观形貌
    3.3 Cu₃SbSe₄ 热电材料的热电输运性能
    3.4 Cu_3-xNi_xSbSe₄ 热电材料的物相组成和微观形貌
        3.4.1 物相组成分析
        3.4.2 断面微观形貌分析
    3.5 Cu_3-xNi_xSbSe₄ 热电材料的热电输运性能
        3.5.1 电性能
        3.5.2 热性能
        3.5.3 ZT值
    3.6 粉体粒径对Cu_2.97Ni_0.03SbSe₄ 热电材料的影响
        3.6.1 电性能
        3.6.2 热性能
        3.6.3 ZT值
    3.7 本章小结
第四章 Co掺杂对Cu₃SbSe₄ 热电材料的性能影响
    4.1 引言
    4.2 Cu_3-xCo_xSbSe₄ 热电材料的物相组成和微观形貌
        4.2.1 物相组成分析
        4.2.2 断面微观形貌分析
    4.3 Cu_3-xCo_xSbSe₄ 热电材料的热电输运性能
        4.3.1 电性能
        4.3.2 热性能
        4.3.3 ZT值
    4.4 粉体粒径对Cu_2.98Co_0.02SbSe₄ 热电材料的影响
        4.4.1 电性能
        4.4.2 热性能
        4.4.3 ZT值
    4.5 本章小结
第五章 Ag掺杂对Cu₃SbSe₄ 热电材料的性能影响
    5.1 引言
    5.2 Cu_3-xAg_xSbSe₄ 热电材料的物相组成和微观形貌
        5.2.1 物相组成分析
        5.2.2 断面微观形貌分析
    5.3 Cu_3-xAg_xSbSe₄ 热电材料的热电输运性能
        5.3.1 电性能
        5.3.2 热性能
        5.3.3 ZT值
    5.4 粉体粒径对Cu_2.98Ag_0.02SbSe₄ 热电材料的影响
        5.4.1 电性能
        5.4.2 热性能
        5.4.3 ZT值
    5.5 本章小结
第六章 In掺杂对Cu₃SbSe₄ 热电材料的性能影响
    6.1 引言
    6.2 Cu₃Sb_1-xIn_xSe₄热电材料的物相组成和微观形貌
        6.2.1 物相组成分析
        6.2.2 断面微观形貌分析
    6.3 Cu₃Sb_1-xIn_xSe₄ 热电材料的热电输运性能
        6.3.1 电性能
        6.3.2 热性能
        6.3.3 ZT值
    6.4 粉体粒径对Cu₃Sb_0.98In_0.02Se₄热电材料的影响
        6.4.1 电性能
        6.4.2 热性能
        6.4.3 ZT值
    6.5 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
附录



本文编号：4038592