熱電材料是一種能直接將熱能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體功能材料,對于解決目前環(huán)境污染嚴(yán)重及能源危機(jī)具有重要的意義。Sn(Te,Se)基化合物是一類Ⅳ-Ⅵ族無鉛半導(dǎo)體,被認(rèn)為是一種綠色環(huán)保的熱電材料,具有廣泛的應(yīng)用前景。本文采用化學(xué)合成、還原退火及放電等離子燒結(jié)(SPS)的工藝制備了SnTe、SnSe和n型Bi摻雜Sn1-xBixSe,分別研究其物相組成、微觀形貌、基本物性及熱電性能。取得以下主要成果:設(shè)計了不同化學(xué)合成方法制備SnTe材料,確定以SnCl2和Te粉為原料,NaBH4為還原劑,NaOH為p H調(diào)節(jié)劑,乙二胺為穩(wěn)定劑的濕化學(xué)法,所制得的SnTe粉末物相最純,但是團(tuán)聚嚴(yán)重。通過退火及SPS,能夠有效提高塊體的熱電性能,室溫時最大電導(dǎo)率達(dá)到⁶.2′105 S m-1,873 K時最大功率因子¹.6μW cm-1 K-2,最低熱導(dǎo)率¹.8 W m-1 K-1,最大ZT值在873 K時達(dá)到⁰.75,相比于傳統(tǒng)熔煉法提高近一倍。探究了不同穩(wěn)定劑對SnSe合成的影響,確定以乙二胺和檸檬酸作為穩(wěn)定劑,均可獲得單...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 熱電效應(yīng)及其應(yīng)用
        1.2.1 Seebeck效應(yīng)
        1.2.2 Peltier效應(yīng)
        1.2.3 Thomson效應(yīng)
    1.3 幾種典型的熱電材料
    1.4 Sn(Te,Se)基熱電材料的研究進(jìn)展
        1.4.1 Sn(Te,Se)基材料研究現(xiàn)狀
        1.4.2 Sn(Te,Se)基材料主要優(yōu)化手段
        1.4.3 Sn(Te,Se)基材料納米合成進(jìn)展
    1.5 本文的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 實(shí)驗方法
    2.1 實(shí)驗材料及設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗材料
        2.1.2 實(shí)驗儀器及設(shè)備
    2.2 樣品制備及流程
    2.3 材料物相結(jié)構(gòu)和微觀形貌分析
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 掃描電鏡與能譜分析
        2.3.3 透射電鏡分析
    2.4 基本物性分析
        2.4.1 X射線光電子能譜
        2.4.2 紫外-可見-近紅外光光譜測試
        2.4.3 霍爾測試
        2.4.4 同步熱分析測試
    2.5 材料的熱電性能測試
        2.5.1 熱導(dǎo)率
        2.5.2 電導(dǎo)率
        2.5.3 Seebeck系數(shù)
        2.5.4 熱電優(yōu)值
第3章 化學(xué)法合成SnTe基材料熱電性能研究
    3.1 引言
    3.2 SnTe粉末及塊體制備方法
        3.2.1 混合有機(jī)溶劑法
        3.2.2 低溫濕化學(xué)法
        3.2.3 乙二胺還原法
    3.3 合成機(jī)理分析
    3.4 材料熱電性能分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 化學(xué)法合成SnSe材料熱電性能研究
    4.1 引言
    4.2 穩(wěn)定劑對SnSe粉末及塊體制備的影響
        4.2.1 乙二胺對SnSe材料制備的影響
        4.2.2 檸檬酸對SnSe材料制備的影響
    4.3 合成機(jī)理分析
    4.4 材料熱電性能分析
        4.4.1 穩(wěn)定劑對SnSe材料熱電性能的影響
        4.4.2 反應(yīng)時間對SnSe材料熱電性能的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 化學(xué)法合成n型Bi摻雜SnSe基材料熱電性能研究
    5.1 引言
    5.2 穩(wěn)定劑對Bi摻雜SnSe粉末及塊體合成方法
        5.2.1 乙二胺對n型Sn_1-xBi_xSe材料制備的影響
        5.2.2 檸檬酸對n型Sn_1-xBi_xSe材料制備的影響
    5.3 基本物性分析
        5.3.1 X射線光電子能譜
        5.3.2 紫外-可見-近紅外光光譜測試
        5.3.3 霍爾測試
        5.3.4 同步熱分析測試
    5.4 合成機(jī)理分析
    5.5 材料熱電性能分析
        5.5.1 穩(wěn)定劑對Bi摻雜SnSe基材料熱電性能的影響
        5.5.2 摻雜源對Bi摻雜SnSe基材料熱電性能的影響
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果
致謝



本文編號：3901982