【摘 要】
:
碲化铋(Bi2Te3)基材料在近室温区半导体制冷和热电发电方面具有广泛而重要的应用。然而商业化区熔碲化铋材料存在机械性能较差、易解理等问题,不仅材料利用率较低,而且也容易造
论文部分内容阅读
碲化铋(Bi2Te3)基材料在近室温区半导体制冷和热电发电方面具有广泛而重要的应用。然而商业化区熔碲化铋材料存在机械性能较差、易解理等问题,不仅材料利用率较低,而且也容易造成器件失效。因此,需要提升碲化铋材料的力学和热电综合性能,以满足更广泛的应用需求。本论文以p型Bi SbTe为研究对象,通过复合室温低热导率的AgSbTe2材料,优化电学性能的同时降低了热导率,实现了材料综合性能的提升。并且,采用热变形工艺制备了多晶块体BiSbTe材料,探究了不同温度下热变形样品热电性能,优化出了最佳的热变形温度。在此基础上,利用Cu掺杂降低材料的晶格热导率,进一步优化了p型Bi SbTe材料的热电性能。具体研究内容如下:1.通过热压烧结工艺制备了Bi SbTe-x wt%Ag SbTe2(x=0,0.05,0.1,0.2)复合材料;AgSbTe2复合在优化载流子浓度的同时对载流子迁移率的影响较少,当复合量为0.1 wt%时,功率因子在300 K达到最大值46μW cm-1 K-1,这一值接近于区熔样品(48μW cm-1 K-1)。AgSbTe2复合还增强了声子散射,晶格热导率显著降低,最终,复合0.1wt%Ag SbTe2的样品在325 K获得最大ZT值1.15,相比于基体提升了44%。2.在热压温度673 K的基础上,研究了不同热变形温度773 K,803 K,823 K对碲化铋材料热电性能的影响。结果表明,热变形(HD)工艺能够获得比热压(HP)更高的BiSbTe电学性能;特别是热变形温度为803 K时,Bi SbTe晶格热导率也得到有效降低。最终在热变形温度为803 K的Bi SbTe材料中得到最优化热电性能,样品在350 K处达到最高ZT值1.0,高于HP-BiSbTe样品(0.8@350 K)。3.在最优化热变形工艺基础上,采用热变形工艺制备了系列Cu掺杂的CuxBi0.48Sb1.52Te3(x=0,0.005,0.01,0.015)材料;相比于热压,热形变过程中织构化程度有所降低,但晶界减少、晶粒由2.4μm长大至3.0μm,载流子迁移率得到大幅提升。HD-Bi SbTe样品室温下的载流子迁移率达到250 cm2 V–1 s–1,远高于HP-BiSbTe样品的170 cm2 V–1 s–1。Cu掺杂和热形变过程中产生了大量的点缺陷和纳米尺度位错,增强了声子散射,使得室温晶格热导率由1.0 W m–1 K–1降低至0.6 W m–1 K–1。最终,x=0.01时,HD-Cu0.01Bi SbTe样品在400 K处取得最大ZT值1.1。
其他文献
目前大数据渗透到社会的角角落落,正是因为大数据巨大的商业价值,被越来越多的企业列为重点研究对象及产品研发管理革新的重要参考。利用大数据分析,能够总结经验、发现规律、预测趋势,这些都可以为产品研发管理做辅助决策服务,掌握的产品相关的信息数据越多,我们产品的决策才能更加科学、更为精准,产品才能更好地满足客户需求。在大数据时代的驱动下,众多企业在产品研发管理过程中通过对产品数据埋点、用户画像等手段并运用
随着石油价格日渐上涨及芳烃需求量的不断增加,以石油为原料生产芳烃的路线受到极大挑战。因此,探寻一条经济有效的芳烃合成路线势在必行。近年来,随着生物柴油市场的迅猛发展,生物柴油副产物粗甘油的资源化利用成为研究热点。以甘油为原料生产高附加值的芳烃不仅可以为芳烃的生产提供一条新的途径,还可以促进生物柴油的可持续发展。HZSM-5分子筛由于具备独特的孔道结构和可调节的酸性位点,因而在甘油芳构化过程中具有良
随着城市发展的不断加快,城市道路堵塞问题逐渐突出,尤其在早晚上下班高峰期愈发严重。交通流理论通过对道路交通流进行分析和研究,研究交通流内在规律,揭示交通拥堵问题的产
Donor-Acceptor(D-A)环丙烷是一种高效简洁的有机合成砌块,广泛应用于构筑多种碳环与杂环结构单元。本论文探讨了路易斯酸催化下的D-A环丙烷与噁唑类化合物的环化反应,主要内
本文主要论述的是我在读期间对创作进行思考与研究的过程和体会,从创作的构思、题材、形式的选择,传统没骨画和国外水彩画的借鉴,到传统绘画技巧和材料的研究,结合我的创作提
当前,煤矿综采工作面采煤设备逐渐趋向于自动化、智能化和无人化,但为综采工作面提供动力的移动变电站、泵站等重型设备,仍大量采用有轨绞车钢丝绳牵引方式运输,存在运输效率
分布式X射线光源,又称X射线多光源,是指在单个真空腔体中按照一定空间序列排布多个X射线点源的真空装置,该装置可根据特定的时间和空间序列触发产生X射线,为新型X射线光源和C
生物酶的活性容易受到环境因素的影响,尤其是温度的升高会改变或破坏酶的蛋白质结构和肽键形态,从而导致酶的变性。寻找有效的途径来维持酶的天然构象,是当前需要解决的关键
玻璃幕墙具有采光性好、美观等优点,广泛应用在办公楼、商场和体育馆等高大建筑中,但由于其隔热性差、透光性强导致其结构散热量大,造成了其建筑的夏季制冷负荷和冬季热负荷大。据统计,建筑能耗约占社会总能耗30%,其中建筑围护结构占建筑能耗的50%,而玻璃幕墙类围护结构能耗尤为严重。针对我国“十三五”规划提出的应对全球气候变化以及绿色低碳发展目标,开发新型玻璃幕墙技术已成为发展绿色建筑、生态建筑的前提条件。
猪肺炎性疾病是目前集约化养猪业中危害极大的一类呼吸道传染病,且病因复杂,常表现为多种病原菌的继发感染和混合感染。临床上,单一用药往往难以有效控制猪肺炎性疾病,应用两