本文關(guān)鍵詞：復(fù)合層狀氧化物熱電材料的性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著工業(yè)的快速發(fā)展,能源供應(yīng)日益短缺,環(huán)境友好的可再生能源技術(shù)成為人們研究的關(guān)注重點(diǎn),其中熱電轉(zhuǎn)化技術(shù)是人們研究的重點(diǎn)之一。熱電技術(shù)的研究主要集中在開發(fā)新的熱電材料以及如何對(duì)現(xiàn)有的熱電材料進(jìn)行改性。本論文擬以目前受到研究工作者廣泛關(guān)注的層狀熱電材料為研究對(duì)象,主要包括BiCuXO (X= Se, Te)基和Bi2Sr2Co2Oy基兩類層狀氧化物熱電材料。采用復(fù)合的方法來優(yōu)化這兩類材料的電導(dǎo)率或者熱導(dǎo)率,并進(jìn)一步研究復(fù)合對(duì)其熱電性能的影響。主要研究工作如下：1 BiCuTeO與BiCuSeO復(fù)合對(duì)熱電性質(zhì)影響的研究通過對(duì)比球磨前后BiCuSeO和BiCuTeO陶瓷的電輸運(yùn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)球磨可以提高陶瓷樣品的電導(dǎo)率。經(jīng)過球磨成功制備了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定成分均勻的(1-x)BiCuSeO+xBiCuTeO復(fù)合陶瓷,對(duì)其熱電性質(zhì)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),隨著體系中BiCuTeO成分的增多,樣品的電導(dǎo)率有了很大的提高,這是因?yàn)锽iCuSeO電導(dǎo)率比較低而BiCuTeO電導(dǎo)率比較高,從而提高了體系的電導(dǎo)率,使得0.9BiCuSeO+0.1BiCuTeO的樣品ZT值與BiCuSeO相比有了很大的提升。但是由于BiCuTeO的Seebeck系數(shù)較低,所以0.1BiCuSeO+0.9BiCuTeO的樣品ZT值與BiCuSeO相比變化不大。2、Bi2Sr2Co2Oy復(fù)合碳對(duì)熱電性質(zhì)影響的研究采用光學(xué)浮區(qū)法生長(zhǎng)了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定成分均勻的(1-x)Bi2Sr2Co2Oy+xC復(fù)合單晶體系,對(duì)其熱輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),分別復(fù)合碳納米管和多孔碳后,樣品的熱導(dǎo)率都有所降低,這是因?yàn)樘疾牧系慕Y(jié)構(gòu)疏松多孔,晶體結(jié)構(gòu)空隙大,提高了晶格聲子散射的能力,從而降低了晶格熱導(dǎo)率。但是對(duì)該體系的電輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),復(fù)合碳材料后,電導(dǎo)率也降低了幾個(gè)數(shù)量級(jí),這是因?yàn)樘技{米管和多孔碳的導(dǎo)電性都不好,降低了載流子遷移率導(dǎo)致的。通過上述研究,我們對(duì)層狀結(jié)構(gòu)的BiCuXO (X=Se, Te)和Bi2Sr2Co2Oy體系的微結(jié)構(gòu)、電輸運(yùn)和熱輸運(yùn)有了更深的理解。對(duì)于BiCuXO (X=Se, Te)體系,通過復(fù)合的方法可以提高熱電性能,但復(fù)合的時(shí)候量要適度,把握好電導(dǎo)率和Seebeck系數(shù)的平衡是關(guān)鍵問題。應(yīng)多次嘗試改變復(fù)合的量,找到一個(gè)最佳組合點(diǎn)使功率因子達(dá)到最大,從而最大程度地提升材料的熱電性能。對(duì)于(1-x)Bi2Sr2Co20y+xC體系,應(yīng)選擇復(fù)合烯化碳材料,由于這一類材料的導(dǎo)電性很好,能夠?qū)崿F(xiàn)降低熱導(dǎo)率的同時(shí)提高電導(dǎo)率,提升Bi2Sr2Co2Oy基材料的熱電性能。
【關(guān)鍵詞】：層狀熱電氧化物 復(fù)合 熱電性能
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB34
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-25
• 1.1 引言12
• 1.2 熱電效應(yīng)和熱電材料12-15
• 1.2.1 熱電效應(yīng)12-14
• 1.2.2 熱電效應(yīng)和熱電材料的應(yīng)用14-15
• 1.3 熱電性能的提升方法15-18
• 1.3.1 熱電性能的基本參數(shù)15-17
• 1.3.2 提升熱電性能的方法17-18
• 1.4 氧化物熱電材料的研究進(jìn)展18-24
• 1.4.1 Na-Co-O體系19-20
• 1.4.2 Ca-Co-O體系20
• 1.4.3 Bi-Sr-Co-O體系20-21
• 1.4.4 BiCuSeO體系21-23
• 1.4.5 熱電材料的復(fù)合23-24
• 1.5 選題意義和研究?jī)?nèi)容24-25
• 1.5.1 選題意義和目的24
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容24-25
• 第二章 樣品制備與表征方法25-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器設(shè)備25-26
• 2.1.1 主要化學(xué)試劑25
• 2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)備25-26
• 2.2 樣品的制備26-32
• 2.2.1 單晶樣品的生長(zhǎng)26-28
• 2.2.2 陶瓷樣品的制備28-31
• 2.2.3 多孔碳的制備31-32
• 2.3 材料的表征方法32-33
• 2.3.1 表面形貌表征32-33
• 2.3.2 樣品結(jié)構(gòu)分析33
• 2.4 輸運(yùn)性能測(cè)試33-34
• 2.4.1 低溫電輸運(yùn)測(cè)試33-34
• 2.4.2 熱電參數(shù)測(cè)試34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 BiCuTeO與BiCuSeO復(fù)合對(duì)熱電性質(zhì)的影響35-50
• 3.1 引言35
• 3.2 (1-x)BiCuSeO+xBiCuTeO陶瓷的制備與表征方法35-36
• 3.2.1 陶瓷制備35
• 3.2.2 表征方法35-36
• 3.3 (1-x)BiCuSeO+xBiCuTeO的結(jié)構(gòu)和成分分析36-40
• 3.3.1 (1-x)BiCuSeO+xBiCuTeO的XRD36-39
• 3.3.2 (1-x)BiCuSeO+xBiCuTeO的EDS Mapping39-40
• 3.4 (1-x)BiCuSeO+xBiCuTeO的熱電性質(zhì)研究40-48
• 3.4.1 BiCuSeO和BiCuTeO的球磨前后對(duì)比40-43
• 3.4.2 BiCuSeO和BiCuTeO的熱穩(wěn)定性43-45
• 3.4.3 (1-x)BiCuSeO+xBiCuTeO的電輸運(yùn)45-46
• 3.4.4 (1-x)BiCuSeO+xBiCuTeO的熱輸運(yùn)46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第四章 Bi_2Sr_2Co_2O_y復(fù)合碳對(duì)熱電性質(zhì)的影響50-55
• 4.1 引言50
• 4.2 (1-x)Bi_2Sr_2Co_2O_y+xC單晶生長(zhǎng)與表征方法50-51
• 4.2.1 單晶生長(zhǎng)50
• 4.2.2 表征方法50-51
• 4.3 (1-x)Bi_2Sr_2Co_2O_y+xC的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論51-54
• 4.3.1 (1-x)Bi_2Sr_2Co_2O_y+xC的結(jié)構(gòu)與成分分析51-52
• 4.3.2 (1-x)Bi_2Sr_2Co_2O_y+xC的輸運(yùn)性質(zhì)分析52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 工作總結(jié)55
• 5.2 展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-65
• 碩士期間發(fā)表文章65-66
• 致謝66-67

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 高榆嵐;楊娜;丁學(xué)鳳;王光艷;許天輝;張衛(wèi)華;;提高熱電材料性能的途徑[J];現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè);2015年17期

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 董松濤;層狀熱電氧化物晶體的生長(zhǎng)與輸運(yùn)性質(zhì)研究[D];南京大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：復(fù)合層狀氧化物熱電材料的性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：318954