復(fù)合第二相的碲化鉍基熱電材料制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-12-05 18:43
Bi2Te3基熱電材料作為目前為止唯一的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的熱電材料,擁有優(yōu)異的室溫附近的熱電性能,n型和p型的Bi2Te3基材料在320 K時(shí)的zT值均達(dá)到了1.0附近,優(yōu)異的性能為其廣泛應(yīng)用于固態(tài)制冷領(lǐng)域打下了良好的基礎(chǔ)。隨著熱電材料的完善與制備技術(shù)的發(fā)展,熱電材料性能的提升有諸多方法。第二相復(fù)合的方法一方面可以增強(qiáng)對(duì)聲子的散射,降低材料的晶格熱導(dǎo)率,提升熱性能;另一方面可以通過選取合適的第二相與合適的工藝手段,對(duì)電性能起到調(diào)節(jié)作用。因此,對(duì)于Bi2Te3基熱電材料的第二相復(fù)合的研究十分有價(jià)值。本文探究了Bi2(Te,Se)3基熱電材料復(fù)合不同金屬氧化物第二相后熱電性能變化情況,分別探究了復(fù)合ZnO、TiO2、CeO2三種金屬氧化物后Bi2(Te,Se)3基熱電材料的電輸運(yùn)與熱輸運(yùn)的變化,來改善n型Bi2
【文章頁(yè)數(shù)】:106 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 熱電基本理論
1.1.1 熱電效應(yīng)
1.1.2 熱電器件轉(zhuǎn)化效率與熱電優(yōu)值
1.1.3 熱電輸運(yùn)理論
1.2 Bi_2Te_3 基熱電材料及研究進(jìn)展
1.2.1 Bi_2Te_3 基熱電材料基礎(chǔ)性質(zhì)
1.2.2 Bi_2Te_3 基熱電材料性能優(yōu)化策略及研究進(jìn)展
1.2.2.1 電性能優(yōu)化
1.2.2.2 熱性能優(yōu)化
1.2.3 Bi_2Te_3 基熱電材料第二相復(fù)合研究進(jìn)展
1.3 本文研究?jī)?nèi)容及思路
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
2.2 材料的制備
2.2.1 Bi_2(Te,Se)_3 的制備
2.2.2 Bi_2(Te,Se)_3 及氧化物的復(fù)合
2.3 材料的物化性能表征
2.3.1 X射線多晶衍射物相分析
2.3.2 掃描電子顯微鏡分析
2.3.3 X射線光電子能譜分析
2.3.4 電子探針顯微分析
2.4 材料的熱電性能測(cè)試
2.4.1 電學(xué)性能測(cè)試
2.4.2 熱學(xué)性能測(cè)試
2.4.3 Hall測(cè)試
第三章 Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29) 復(fù)合ZnO熱電材料的制備與性能
3.1 引言
3.2 球磨法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO復(fù)合熱電材料
3.2.1 球磨法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO
3.2.2 球磨法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO復(fù)合熱電材料的物相表征
3.2.3 球磨法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO復(fù)合熱電材料的熱電性能研究
3.3 水解法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO復(fù)合熱電材料
3.3.1 水解-離心法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO
3.3.2 水解-離心法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO復(fù)合熱電材料物相表征和熱電性能
3.3.3 水解-過濾法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO復(fù)合熱電材料及其熱電性能
3.4 本章小結(jié)
第四章 Bi_2Se_3 復(fù)合Ti O_2熱電材料的制備與性能
4.1 引言
4.2 Bi_2Se_3 復(fù)合TiO_2基熱電材料的制備
4.2.1 Bi_2Se_3 的制備
4.2.2 Bi_2Se_3 復(fù)合TiO_2的制備
4.3 Bi_2Se_3 復(fù)合TiO_2基熱電材料的表征及性能研究
4.3.1 Bi_2Se_3/TiO_2 復(fù)合熱電材料物相和結(jié)構(gòu)表征
4.3.2 Bi_2Se_3/TiO_2 復(fù)合熱電材料的熱電性能
4.4 本章小結(jié)
第五章 Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29) 復(fù)合Ce O_2熱電材料的制備與性能
5.1 引言
5.2 Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/CeO_2 復(fù)合熱電材料的制備
5.3 Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/CeO_2 復(fù)合熱電材料的物相表征及熱電性能
5.3.1 Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/CeO_2 復(fù)合熱電材料的物相表征
5.3.2 Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/CeO_2 復(fù)合熱電材料的熱電性能研究
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]固相反應(yīng)法快速制備納米結(jié)構(gòu)CoSb3及其熱電性能(英文)[J]. 秦丙克,籍永華,白志玲,黃潤(rùn),張金柱. 稀有金屬材料與工程. 2019(10)
[2]Thermoelectric performance of p-type zone-melted Se-doped Bi0.5Sb1.5Te3 alloys[J]. Ren-Shuang Zhai,Ye-Hao Wu,Tie-Jun Zhu,Xin-Bing Zhao. Rare Metals. 2018(04)
本文編號(hào):3710157
【文章頁(yè)數(shù)】:106 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 熱電基本理論
1.1.1 熱電效應(yīng)
1.1.2 熱電器件轉(zhuǎn)化效率與熱電優(yōu)值
1.1.3 熱電輸運(yùn)理論
1.2 Bi_2Te_3 基熱電材料及研究進(jìn)展
1.2.1 Bi_2Te_3 基熱電材料基礎(chǔ)性質(zhì)
1.2.2 Bi_2Te_3 基熱電材料性能優(yōu)化策略及研究進(jìn)展
1.2.2.1 電性能優(yōu)化
1.2.2.2 熱性能優(yōu)化
1.2.3 Bi_2Te_3 基熱電材料第二相復(fù)合研究進(jìn)展
1.3 本文研究?jī)?nèi)容及思路
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
2.2 材料的制備
2.2.1 Bi_2(Te,Se)_3 的制備
2.2.2 Bi_2(Te,Se)_3 及氧化物的復(fù)合
2.3 材料的物化性能表征
2.3.1 X射線多晶衍射物相分析
2.3.2 掃描電子顯微鏡分析
2.3.3 X射線光電子能譜分析
2.3.4 電子探針顯微分析
2.4 材料的熱電性能測(cè)試
2.4.1 電學(xué)性能測(cè)試
2.4.2 熱學(xué)性能測(cè)試
2.4.3 Hall測(cè)試
第三章 Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29) 復(fù)合ZnO熱電材料的制備與性能
3.1 引言
3.2 球磨法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO復(fù)合熱電材料
3.2.1 球磨法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO
3.2.2 球磨法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO復(fù)合熱電材料的物相表征
3.2.3 球磨法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO復(fù)合熱電材料的熱電性能研究
3.3 水解法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO復(fù)合熱電材料
3.3.1 水解-離心法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO
3.3.2 水解-離心法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO復(fù)合熱電材料物相表征和熱電性能
3.3.3 水解-過濾法制備Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/ZnO復(fù)合熱電材料及其熱電性能
3.4 本章小結(jié)
第四章 Bi_2Se_3 復(fù)合Ti O_2熱電材料的制備與性能
4.1 引言
4.2 Bi_2Se_3 復(fù)合TiO_2基熱電材料的制備
4.2.1 Bi_2Se_3 的制備
4.2.2 Bi_2Se_3 復(fù)合TiO_2的制備
4.3 Bi_2Se_3 復(fù)合TiO_2基熱電材料的表征及性能研究
4.3.1 Bi_2Se_3/TiO_2 復(fù)合熱電材料物相和結(jié)構(gòu)表征
4.3.2 Bi_2Se_3/TiO_2 復(fù)合熱電材料的熱電性能
4.4 本章小結(jié)
第五章 Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29) 復(fù)合Ce O_2熱電材料的制備與性能
5.1 引言
5.2 Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/CeO_2 復(fù)合熱電材料的制備
5.3 Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/CeO_2 復(fù)合熱電材料的物相表征及熱電性能
5.3.1 Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/CeO_2 復(fù)合熱電材料的物相表征
5.3.2 Bi_2Te_(2.71)Se_(0.29)/CeO_2 復(fù)合熱電材料的熱電性能研究
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]固相反應(yīng)法快速制備納米結(jié)構(gòu)CoSb3及其熱電性能(英文)[J]. 秦丙克,籍永華,白志玲,黃潤(rùn),張金柱. 稀有金屬材料與工程. 2019(10)
[2]Thermoelectric performance of p-type zone-melted Se-doped Bi0.5Sb1.5Te3 alloys[J]. Ren-Shuang Zhai,Ye-Hao Wu,Tie-Jun Zhu,Xin-Bing Zhao. Rare Metals. 2018(04)
本文編號(hào):3710157
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