熱電材料在溫差電發(fā)電和固體制冷等領域具有廣闊的應用前景。大多數(shù)硫化物熱電材料具有價格低廉、環(huán)境友好、儲存豐富等特點,近年來受到廣泛的關注。但是由于其本身的特點,具有高性能的硫化物熱電材料尚不多見,因此開發(fā)新型硫化物熱電材料及改善硫化物熱電材料的性能尤其必要。Bi₂S₃是一種潛在的中溫區(qū)熱電材料,具有低的熱導率和高的Seebeck系數(shù),但是缺乏有效摻雜改善其電導率限制了其熱電性能的提升。本文主要選取n型Bi₂S₃為研究對象,分析了元素摻雜對其聲電傳輸特性的作用機理,試圖尋求提升其熱電性能的有效手段。同時,研究了Zn遷移對p型Zn₄Sb₃微觀結(jié)構(gòu)和熱電性能的影響規(guī)律。研究內(nèi)容如下:使用合金模具,通過設計的燒結(jié)工藝制備了T-Zn 58試樣,材料內(nèi)部各個區(qū)域具有不同的組成成分,宏觀上呈現(xiàn)成分梯度分布,同時對成分梯度形成機理探索。T-Zn 58試樣打破了Zn₄Sb₃熱電材料電阻率和Seebeck系數(shù)的強關聯(lián)性,其功率因子增... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

（a）Seebeck示意圖及（b）熱電發(fā)電示意圖

圖 1.2 （a）Peltier 示意圖及（b）熱電制冷示意圖Fig. 1.2 Schematic diagram of Peltier effect and thermoelectric refrigerationPeltier效應可用于制冷，熱電制冷裝置的示意圖如圖1.2（b）所示。當電流通過節(jié)點時，由于節(jié)點兩邊材料的載流子濃度和費米能級不一致，為了維持能量和電荷守恒，需要與環(huán)境交換能量。當電流從p型流向n型時，節(jié)點處會吸收熱量；在電流從n型流向p型的節(jié)點放出熱量，從而達到制冷的效果。

Zn4Sb3和 Bi2S3基材料熱電傳輸性能研究son 效應 年代，英國科學家 W. Thomson 發(fā)現(xiàn)電流通過單一導體，且該導在導體和環(huán)境之間發(fā)生能量交換，這種可逆的熱效應被稱為 ThoThomson 熱與電流和溫度梯度成正比，則有如下關系：dxdTIdTdQ 收或放出的熱量，τ 為 Thomson 系數(shù)，單位為 V/K。假設電流導體吸熱，則 τ 為正，反之為負。


本文編號：2911908