水热法/溶剂热法制备CoSb 3 系纳米粉体及性能研究

发布时间：2025-01-14 21:55

　　热电材料种类繁多,目前在中温区较为经典并且常用的热电材料为方钴矿热电材料。自1995年Slack博士曾提出“声子玻璃-电子晶体”（PGEC）的概念以来,极大地拓展了热电材料的研究方向。为了提高热电转换效率,提高方钴矿热电材料的品质因子（ZT值）是研究重点。提高热电材料的ZT值的主要思路包括降低热导率,提高电导率及提高功率因子,主要方法包括填充、低维纳米结构、复合相等,其原理为通过增加晶界数量、在晶界处形成能量势垒,利用能量过滤效应散射低能量的声子,提高载流子有效质量及浓度,从而提高热电材料的ZT值。本论文将从方钴矿的纳米粉体制备及稀土元素、碱土金属元素填充来实现方钴矿基体材料的纳米结构,同时实现材料本身结构的纳米化以及通过纳米第二相的复合来完成纳米工程,从而提高方钴矿的热电性能,即ZT值。首先,利用水热/溶剂热法通过调节工艺参数,包括温度、时间、原料配比、原料有无预水解反应来制备高纯度、尺寸均匀的CoSb₃纳米粉末,分析了各个影响因素对CoSb₃纳米粉末纯度、尺寸及形貌的影响,为后续填充稀土元素、碱土金属元素提供基础的实验条件。具体研究内容及结...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 Seebeck效应
        1.1.2 Peltier效应
        1.1.3 Thomson效应
        1.1.4 品质因子
    1.2 热电材料的研究进展
        1.2.1 金属化合物类热电材料
        1.2.2 氧化物类热电材料
        1.2.3 有机聚合物热电材料
        1.2.4 Half-Heusler材料
        1.2.5 Clathrates笼状化合物
        1.2.6 Skutterudite化合物
    1.3 方钴矿热电材料研究进展
        1.3.1 方钴矿化合物的晶体结构
        1.3.2 提高方钴矿化合物热电性能的途径
    1.4 水热/溶剂热法研究现状
        1.4.1 水热氧化法
        1.4.2 水热还原法
        1.4.3 水热沉淀法
        1.4.4 水热合成法
        1.4.5 水热水解法
        1.4.6 水热结晶法
    1.5 主要研究内容及意义
第2章 实验材料及方法
    2.1 实验材料
    2.2 材料制备工艺
        2.2.1 水热/溶剂热法制备CoSb₃ 纳米粉体
        2.2.2 水热法制备CoSb₃ 系填充纳米粉体
    2.3 材料制备设备
    2.4 结构表征
        2.4.1 XRD分析
        2.4.2 微结构分析
        2.4.3 颗粒尺寸分析
第3章 水热/溶剂热法制备CoSb₃ 纳米粉体
    3.1 引言
    3.2 水热法制备CoSb₃ 纳米粉体
        3.2.1 温度对产物的影响
        3.2.2 原料配比对产物的影响
        3.2.3 保温时间对产物的影响
        3.2.4 水解反应对产物的影响
        3.2.5 粒径与原理分析
    3.3 溶剂热法制备CoSb₃ 纳米粉体
    3.4 本章小结
第4章 水热法制备填充方钴矿纳米粉体
    4.1 引言
    4.2 水热法制备n型方钴矿热电材料
    4.3 水热法制备p型方钴矿热电材料
        4.3.1 水热法制备Ce_0.3/Y_0.3Fe₃CoSb₁₂ 纳米粉体
        4.3.2 水热法制备Ba_0.3Fe₃CoSb₁₂ 纳米粉体
    4.4 Bax Co₄Sb₁₂和Bax Fe₄Sb₁₂ 纳米粉体的合成
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：4027175