Al掺杂非化学计量比氧化钛的高温高压合成与热电性质研究
发布时间：2020-12-19 10:29
本文采用高温高压合成方法,通过在TiO2中添加一定比例的Al粉和Ti粉,制备了Al掺杂非化学计量比氧化钛基热电材料,研究了不同合成压力以及不同Al、Ti掺杂比例对合成后样品的微观形貌,电输运性能以及热输运性能等方面的影响规律,具体研究内容及研究结果如下:（1）在3.0 GPa5.0 GPa压力范围内,采用不同合成压力通过高温高压方法合成了Ti Al0.02O1.78样品。利用扫描电子显微镜对制备后的样品的微观形貌结果分析表明,在3.0 GPa5.0 GPa压力范围内,随着合成压力的升高,合成的Ti Al0.02O1.78样品的平均晶粒尺寸逐渐减小。样品的禁带宽度随着合成压力的升高逐渐减小。变温热电性质的测试结果表明,在5.0 GPa合成压力下制备的Ti Al0.02O1.78样品的电阻率明显减小,不同测试温度下样品的功率因子高于3.0 GPa和4.0GPa下合成样品的功率因子。5.0 GPa压力下合成的Ti Al0.02O1.78样品在973 K时获得最高z T值为0.20@973 K。（2）采用高温高压合成方法,在5....
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）Seebeck效应原理图（b）Peltier效应原理图
吉林大学硕士学位论文8图1.2热电参数随载流子浓度变化关系[19]三．zT值热电材料的性能通过某一个单一的电学性能或者热学性能来进行评估都是不够准确的，需要综合不同的参数来对材料进行总体上的评估，才能使得对某种材料的热电性能的评价较为准确[20]，这个综合性的参数便是zT值，其具体的公式表达为：=2..................................(1.14)从公式（1.14）中可以看出，在调节材料的热电性能的过程中从总体上看需要增强材料中的电传导，阻碍材料中的热传导并综合考虑材料中Seebeck系数的相关参数的影响来对材料进行综合性的优化。其中较为常见的一种综合考虑材料整体性能参数进而对材料进行优化的方法是通过调整热量的晶格传导而减小对电传导的影响来对总体性能进行优化[21]。1.2热电材料性能优化策略要使得材料的热电性能较好，需要材料具有较好的电传导性能并且需要具备较高的Seebeck系数，及较差的热传导性能，然而实际的
第一章绪论13尝试，是一种较为理想的可能在热电方面实现大规模应用的材料之一。1.4Bi2Te3结构示意图[35]如图1.4所示，Bi2Te3是六方层状结构，以Te(1)-Bi-Te(2)-Bi-Te(1)五层原子为基本单元重复排列，不同的原子之间的连接方式各有不同Te-Bi（共价键），Te-Te层间以分子间作用力保持连接，平行与垂直层面方向上性能不同，在平行方向性能更优。Bi2Te3可以采用定向凝固法，区熔法，高温高压法等方法进行制备，同时可以采用Sb，Se，Cs，Sn，Te等元素进行掺杂对Bi2Te3的性能进行调节[36–38]。Bi2Te3体系的研究历史较长，研究也比较广泛在研究的过程中也取得了较为优异的性质在对Bi2Te3-Sb2Te3超晶格的研究过程中获得了极佳的zT值，数值大小达到了2.4[9]。1.3.2中温区热电材料能够适合在中温区有效工作的热电材料有很多种，其中一种便是
【参考文献】：
博士论文
[1]掺杂Ⅰ-型笼合物热电材料的高温高压制备与性能表征[D]. 刘斌武.吉林大学 2018
本文编号：2925745
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）Seebeck效应原理图（b）Peltier效应原理图
吉林大学硕士学位论文8图1.2热电参数随载流子浓度变化关系[19]三．zT值热电材料的性能通过某一个单一的电学性能或者热学性能来进行评估都是不够准确的，需要综合不同的参数来对材料进行总体上的评估，才能使得对某种材料的热电性能的评价较为准确[20]，这个综合性的参数便是zT值，其具体的公式表达为：=2..................................(1.14)从公式（1.14）中可以看出，在调节材料的热电性能的过程中从总体上看需要增强材料中的电传导，阻碍材料中的热传导并综合考虑材料中Seebeck系数的相关参数的影响来对材料进行综合性的优化。其中较为常见的一种综合考虑材料整体性能参数进而对材料进行优化的方法是通过调整热量的晶格传导而减小对电传导的影响来对总体性能进行优化[21]。1.2热电材料性能优化策略要使得材料的热电性能较好，需要材料具有较好的电传导性能并且需要具备较高的Seebeck系数，及较差的热传导性能，然而实际的
第一章绪论13尝试，是一种较为理想的可能在热电方面实现大规模应用的材料之一。1.4Bi2Te3结构示意图[35]如图1.4所示，Bi2Te3是六方层状结构，以Te(1)-Bi-Te(2)-Bi-Te(1)五层原子为基本单元重复排列，不同的原子之间的连接方式各有不同Te-Bi（共价键），Te-Te层间以分子间作用力保持连接，平行与垂直层面方向上性能不同，在平行方向性能更优。Bi2Te3可以采用定向凝固法，区熔法，高温高压法等方法进行制备，同时可以采用Sb，Se，Cs，Sn，Te等元素进行掺杂对Bi2Te3的性能进行调节[36–38]。Bi2Te3体系的研究历史较长，研究也比较广泛在研究的过程中也取得了较为优异的性质在对Bi2Te3-Sb2Te3超晶格的研究过程中获得了极佳的zT值，数值大小达到了2.4[9]。1.3.2中温区热电材料能够适合在中温区有效工作的热电材料有很多种，其中一种便是
【参考文献】：
博士论文
[1]掺杂Ⅰ-型笼合物热电材料的高温高压制备与性能表征[D]. 刘斌武.吉林大学 2018
本文编号：2925745
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/2925745.html
