熱電材料不需要機(jī)械傳動(dòng),能夠?qū)崿F(xiàn)熱能和電能的直接轉(zhuǎn)化,極具應(yīng)用潛力。BiCuSeO是一種具有層狀結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體熱電材料,具有較高的Seebeck系數(shù)和較低的熱導(dǎo)率,但空穴載流子濃度不高且有效質(zhì)量較大,導(dǎo)致電導(dǎo)率較低,限制了其熱電性能的提高。本文利用兩步固相反應(yīng)及高能球磨合成純相Bi_1-xYb_xCuSeO納米粉末,研究了無壓燒結(jié)和熱壓燒結(jié)兩種情況下,變價(jià)稀土元素Yb摻雜對(duì)BiCuSeO微觀組織結(jié)構(gòu)、電輸運(yùn)特性、熱輸運(yùn)特性、載流子特性、能帶結(jié)構(gòu)及熱電性能的影響規(guī)律和摻雜改性機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn),在粉體合成過程中采用高能球磨引入納米結(jié)構(gòu)后,塊體燒結(jié)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的晶界和位錯(cuò),這些晶體缺陷會(huì)增強(qiáng)聲子散射,降低Bi_1-xYb_xCuSeO樣品的晶格熱導(dǎo)率,有效地改善了BiCuSeO的熱傳輸性能。采用冷等靜壓與無壓燒結(jié)相結(jié)合的方法可以制備出致密度較高的塊體樣品。冷等靜壓后生坯樣品在（00l）晶面存在擇優(yōu)取向,無壓燒結(jié)通過粉末顆粒間的黏結(jié)完成了致密化過程,并無第二相雜質(zhì)形成,所得樣品為純相Bi_1-x

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 熱電效應(yīng)及其性能參數(shù)
        1.2.1 塞貝克效應(yīng)
        1.2.2 帕爾帖效應(yīng)
        1.2.3 湯姆孫效應(yīng)
        1.2.4 熱電轉(zhuǎn)換效率及熱電優(yōu)值
    1.3 熱電材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 固溶體合金熱電材料
        1.3.2 氧化物熱電材料
        1.3.3 其他新興熱電材料體系
    1.4 BiCuSeO熱電材料的研究進(jìn)展
        1.4.1 BiCuSeO的基本物性
        1.4.2 BiCuSeO的性能優(yōu)化手段
    1.5 主要研究內(nèi)容及意義
2 試驗(yàn)材料及方法
    2.1 試驗(yàn)材料及設(shè)備
    2.2 BiCuSeO的合成方法
        2.2.1 粉體合成
        2.2.2 塊體制備
    2.3 組織結(jié)構(gòu)表征
    2.4 熱電性能測試
    2.5 能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算
3 無壓燒結(jié)BiCuSeO熱電材料的Yb摻雜改性
    3.1 引言
    3.2 p型Bi_(1-x)Yb_xCuSeO熱電材料的制備
    3.3 無壓燒結(jié)Yb摻雜對(duì)BiCuSeO微觀結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.1 相組成
        3.3.2 元素分布
        3.3.3 微觀形貌
    3.4 無壓燒結(jié)Yb摻雜對(duì)BiCuSeO電輸運(yùn)性能的影響
        3.4.1 電導(dǎo)率
        3.4.2 Seebeck系數(shù)
        3.4.3 功率因子
    3.5 本章小結(jié)
4 熱壓燒結(jié)BiCuSeO熱電材料的Yb摻雜改性
    4.1 引言
    4.2 p型Bi_(1-x)Yb_xCuSeO熱電材料的制備
    4.3 熱壓燒結(jié)Yb摻雜對(duì)BiCuSeO微觀結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.1 相組成
        4.3.2 元素分布
        4.3.3 微觀形貌
        4.3.4 XPS分析
        4.3.5 載流子分析
    4.4 Yb摻雜對(duì)BiCuSeO能帶結(jié)構(gòu)的影響
    4.5 Yb摻雜對(duì)BiCuSeO熱電性能的影響
        4.5.1 Yb摻雜對(duì)Bi_(1-x)Yb_xCuSeO電輸運(yùn)性能的影響
        4.5.2 Yb摻雜對(duì)Bi_(1-x)Yb_xCuSeO熱輸運(yùn)性能的影響
        4.5.3 Yb摻雜對(duì)Bi_(1-x)Yb_xCuSeO熱電優(yōu)值的影響
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]熱電能源材料研究進(jìn)展[J]. 張宗委,王心宇,劉一杰,曹峰,趙立東,張倩.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]傳統(tǒng)合金型熱電材料研究進(jìn)展[J]. 王美涵,王新宇,雷浩,邰凱平,侯朝霞.  人工晶體學(xué)報(bào). 2017(10)
[3]Processing of advanced thermoelectric materials[J]. LI JingFeng,PAN Yu,WU ChaoFeng,SUN FuHua,WEI TianRan.  Science China（Technological Sciences）. 2017(09)
[4]Thermoelectric transport properties of Bi CuSeO with embedded La0.8Sr0.2CoO3 nanoinclusions[J]. LIU YaoChun,LAN JinLe,ZHANG BoPing,LIN YuanHua,NAN CeWen.  Science China（Technological Sciences）. 2016(07)
[5]n型熱電材料的研究現(xiàn)狀[J]. 馬秋花,路朋獻(xiàn).  電工材料. 2005(04)
[6]半導(dǎo)體熱電材料研究進(jìn)展[J]. 劉宏,王繼揚(yáng).  功能材料. 2000(02)

博士論文
[1]BaCu2Se2和BiCuSeO熱電材料的摻雜及織構(gòu)化改性[D]. 李靜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]方鈷礦的界面調(diào)控與熱電性能[D]. 秦丹丹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3645270