發(fā)布時間：2017-10-17 03:18

  本文關鍵詞：微波輔助氧化物熱電材料的摻雜改性研究

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【摘要】：熱電材料是一種利用固體內部載流子運動實現熱能和電能直接相互轉換的功能材料,在溫差發(fā)電和制冷方面具有廣泛的應用前景。隨著環(huán)境污染和能源緊缺問題的日漸加劇,熱電材料和器件的研究引起了人們的廣泛關注,其中氧化物熱電材料成本低并可在氧化性氣氛下使用,因而具有很好的發(fā)展前景。本文使用微波輔助燒結結合常規(guī)高溫固相燒結法合成熱電材料,采用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)等測試手段進行了結構表征,并使用林賽斯塞貝克系數儀測試了樣品的塞貝克系數、電導率以及功率因子,研究了不同種類及摻雜量對樣品的A位和B位進行摻雜后對樣品熱電性能產生的影響。采用固相法合成Ca3Co409基熱電材料,分別對A、B位進行Na-In共摻雜、La-In共摻雜、Sr-In共摻雜,研究了摻雜量對Ca3Co409熱電性能的影響。結果表明,摻雜后的樣品仍然是層狀結構,摻雜只是引起了晶格大小的改變,但是并沒有改變晶格的結構。進行摻雜后,材料的電導率、Seebeck系數以及功率因子明顯上升。對于不同元素雙摻雜的一系列組分中,組分x=y=0.02時樣品有望具有最佳的熱電性能,在測試溫度為965 K時,Na-In雙摻雜樣品的功率因子可以達到250.0 μW·(mK2)-1,La-In雙摻雜樣品的功率因子可以達到239.8μW·(mK2)-1,Sr-In雙摻雜樣品的塞貝克系數可以達到203.0μV·K-1。采用固相法合成CaMn03基熱電材料,分別對A位摻雜Y元素以及A、B位進行Y-Nb共摻雜,研究了摻雜量對CaMnO3熱電性能的影響。結果表明,摻雜后的樣品仍然是鈣鈦礦結構,沒有第二相出現,摻雜同樣只是引起了晶格大小的改變,并沒有改變晶格的結構。進行摻雜后,材料的電導率、Seebeck系數以及功率因子相對于不摻雜的材料明顯上升,對于Y單摻雜的一系列組分,材料x=0.07時樣品有望具有最佳的熱電性能,在測試溫度為965 K時,功率因子能達到126.3 μW·(mK2)-1;對于Y-Nb雙摻雜的一系列組分,材料x=y=0.06時樣品有望具有最佳的熱電性能,在測試溫度為965 K時,其功率因子能達到154.0μW·(mK2)-1。
【關鍵詞】：熱電材料 微波燒結 氧化銦 Ca_3Co_4O_9 CaMnO_3
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB34
【目錄】：

• 學位論文的主要創(chuàng)新點3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 熱電材料簡介10-17
• 1.2.1 熱電材料工作原理11-14
• 1.2.1.1 熱電效應11-13
• 1.2.1.2 熱電性能評價13-14
• 1.2.2 熱電材料及器件研究概況14-16
• 1.2.2.1 熱電材料分類15
• 1.2.2.2 熱電材料的應用15-16
• 1.2.3 氧化物熱電材料的研究進展16-17
• 1.2.3.1 p型Ca_3Co_4O_9基熱電材料16-17
• 1.2.3.2 n型CaMnO_3基熱電材料17
• 1.3 論文選題依據及主要研究內容17-19
• 第二章 實驗材料、儀器及表征測試方法19-27
• 2.1 實驗試劑和儀器19-21
• 2.1.1 實驗試劑19-20
• 2.1.2 實驗儀器20-21
• 2.2 材料的合成流程圖如下21
• 2.3 材料的表征21-23
• 2.3.1 X射線衍射分析(XRD)21-22
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)22-23
• 2.3.3 真密度分析23
• 2.4 材料的熱電性能測試23-27
• 2.4.1 測試樣品的制備23-24
• 2.4.2 塞貝克系數的測試24
• 2.4.3 電導率的測試24-25
• 2.4.4 功率因子的測試25-27
• 第三章 p型Ca_3Co_4O_9基熱電材料的制備、表征和性能優(yōu)化27-47
• 3.1 引言27
• 3.2 實驗部分27-45
• 3.2.1 雙摻雜Ca_(3-x)Na_xCo_(4-y)In_yO_9的制備27-33
• 3.2.1.1 實驗部分27-28
• 3.2.1.2 結構表征28-29
• 3.2.1.3 熱電性能29-33
• 3.2.1.4 總結33
• 3.2.2 雙摻雜Ca_(3-x)La_xCo_(4-y)In_yO_9的制備33-39
• 3.2.2.1 實驗部分33-34
• 3.2.2.2 結構表征34-35
• 3.2.2.3 熱電性能35-38
• 3.2.2.4 總結38-39
• 3.2.3 雙摻雜Ca_(3-x)Sr_xCo_(4-y)In_yO_9的制備39-45
• 3.2.3.1 實驗部分39
• 3.2.3.2 結構表征39-41
• 3.2.3.3 熱電性能41-44
• 3.2.3.4 總結44-45
• 3.3 本章小節(jié)45-47
• 第四章 n型CaMnO_3基熱電材料的制備、表征和性能優(yōu)化47-61
• 4.1 引言47
• 4.2 實驗部分47-58
• 4.2.1 單摻雜Ca_(1-x)Y_xMnO_347-53
• 4.2.1.1 實驗部分47-48
• 4.2.1.2 結構表征48-49
• 4.2.1.3 熱電性能49-52
• 4.2.1.4 總結52-53
• 4.2.2 雙摻雜Ca_(1-x)Y_xMn_(1-y)Nb_yO_953-58
• 4.2.1.1 實驗部分53
• 4.2.1.2 結構表征53-55
• 4.2.1.3 熱電性能55-58
• 4.2.1.4 總結58
• 4.3 本章小結58-61
• 第五章 結論61-63
• 參考文獻63-67
• 碩士期間發(fā)表論文67-69
• 致謝69

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1 戴聞;熱電材料研究又成熱點[J];物理;2000年03期

2 朱文,楊君友,崔昆,張同俊;熱電材料在發(fā)電和制冷方面的應用前景及研究進展[J];材料科學與工程;2002年04期

3 馬秋花,趙昆渝,李智東,劉國璽,葛偉萍;熱電材料綜述[J];電工材料;2004年01期

4 張麗鵬;于先進;肖曉明;;熱電材料的研究進展[J];現代技術陶瓷;2006年03期

5 陳東勇;應鵬展;崔教林;毛立鼎;于磊;;熱電材料的研究現狀及應用[J];材料導報;2008年S1期

6 高峰;;前景廣闊的熱電材料[J];太陽能;2008年10期

7 張育生;趙昆渝;李智東;吳東;鄒平;;熱電材料的研究現狀[J];有色金屬加工;2008年01期

8 周金金;張文麗;;熱電材料的現狀及特點[J];河北理工大學學報(自然科學版);2009年02期

9 ;福建物構所新穎熱電材料探索研究獲重要進展[J];中國材料進展;2009年05期

10 徐國棟;陳哲;嚴有為;劉德輝;尹懿;文紅民;;高優(yōu)值系數熱電材料研究[J];材料導報;2010年03期

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1 李來風;周敏;;低溫熱電材料的研究進展及應用展望[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

2 劉艷春;曾令可;任雪潭;稅安澤;王慧;;熱電材料的研究現狀及展望[A];中國硅酸鹽學會陶瓷分會2005學術年會論文專輯[C];2005年

3 朱品文;李璐;楊雪;;高壓在熱電材料研究中的應用[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

4 莫基彬;趙鵬飛;霍鳳萍;武偉名;徐桂英;;熱壓制備ErxY14-xFeyMn1-ySb11熱電材料及性能研究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

5 ;熱電材料[A];2010中國材料研討會論文摘要集[C];2010年

6 陳柔剛;楊君友;朱文;;氧化物熱電材料的研究進展[A];第五屆中國功能材料及其應用學術會議論文集Ⅲ[C];2004年

7 楊君友;張建生;朱云峰;劉正來;;多尺度熱電材料的性能測試及表征研究進展[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

8 王雷;賈小樂;王大剛;;聚噻吩/碳納米管復合熱電材料的制備與熱電性能研究[A];2012年全國高分子材料科學與工程研討會學術論文集（上冊）[C];2012年

9 張麗娟;張波萍;葛振華;李敬鋒;;Bi_2S_3/AgBiS_2復合熱電材料的制備及性能研究[A];第十七屆全國高技術陶瓷學術年會摘要集[C];2012年

10 ;熱電材料及其應用[A];2009中國材料研討會會議程序和論文摘要集[C];2009年

中國重要報紙全文數據庫 前10條

1 ;熱電材料及其應用[N];科技日報;2004年

2 汪海;華東師大取得熱電材料研究新進展[N];上海科技報;2009年

3 記者 劉霞;摻雜稀土讓熱電材料轉換率提高25%[N];科技日報;2011年

4 王小龍;新型熱電材料可將汽車廢熱轉為電能[N];科技日報;2011年

5 本報記者 何屹;微波技術可低成本制備熱電材料[N];科技日報;2011年

6 華凌;創(chuàng)新型熱電材料轉換效率創(chuàng)世界紀錄[N];科技日報;2012年

7 張小明;神奇的熱電材料[N];中國知識產權報;2001年

8 本報記者 薛飛;“熱變電”時代或將不再是傳說[N];中國知識產權報;2012年

9 英國諾丁漢大學地理系博士 康夫;太陽能新出路[N];第一財經日報;2011年

10 任紅軒;納米熱電材料獲重大突破[N];中國礦業(yè)報;2004年

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1 王華棟;典型氧化物及籠合物熱電材料的制備及性能研究[D];東北大學;2014年

2 孫海瑞;復合摻雜型CoSb_3基熱電材料的高溫高壓制備及其性能研究[D];吉林大學;2016年

3 李靜;BaCu_2Se_2和BiCuSeO熱電材料的摻雜及織構化改性[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

4 孫毅;氧化物熱電材料的制備及性能研究[D];山東大學;2012年

5 邱安寧;熱電材料晶體結構與微觀缺陷相關的特異傳輸性質[D];上海交通大學;2009年

6 許潔;過渡金屬氧化物型熱電材料的制備與性能研究[D];長春理工大學;2010年

7 周愛軍;環(huán)境友好型硅化物和氧化物熱電材料的研究[D];浙江大學;2010年

8 汪麗莉;熱電材料的第一性原理計算與研究[D];武漢大學;2009年

9 邢學玲;鈷酸鹽熱電材料的制備、性能及量子化學計算[D];武漢理工大學;2006年

10 宿太超;高性能熱電材料的高溫高壓合成研究[D];吉林大學;2009年

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1 李曉笑;熱電材料熱性能測量研究[D];內蒙古大學;2015年

2 王震;熱電材料參數測量方法的研究[D];山東大學;2015年

3 周競超;ZnSb基熱電材料的組織結構與熱電性能[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

4 姬鵬霞;多孔Ca_3Co_4O_9熱電材料的稀土摻雜及性能研究[D];新疆大學;2015年

5 郭亞博;熱電材料熱沖擊阻力性能的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

6 曬旭霞;β-Zn_4Sb_3單晶熱電材料的制備、熱穩(wěn)定性及電傳輸特性研究[D];云南師范大學;2015年

7 魏洪月;具有低熱導率熱電材料的第一性原理研究[D];杭州電子科技大學;2015年

8 李帆;PbSe熱電材料的制備與性能優(yōu)化[D];南華大學;2014年

9 宋子s，

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