發(fā)布時間：2020-09-26 19:10

　　 PbTe基半導(dǎo)體溫差發(fā)電器能夠?qū)崮苻D(zhuǎn)換為電能,可以提高能源的利用率,還可以減少排放,改善我們的生存環(huán)境。PbTe溫差發(fā)電器的可靠性在很大程度上取決于熱電材料與電極連接的接頭質(zhì)量,特別是焊料合金的種類、質(zhì)量以及應(yīng)用的焊接技術(shù)等其他因素。接頭的連接會隨之產(chǎn)生接觸電阻以及元素的擴散現(xiàn)象,分析PbTe與電極可靠的焊接方法對PbTe基溫差發(fā)電器應(yīng)用具有重要意義。本文首先采用放電等離子燒結(jié)的方法制備p型Na_(0.02)Pb_(0.98)Te和n型PbTe_(0.9988)I_(0.0012)熱電材料,p型Na_(0.02)Pb_(0.98)Te材料的ZT值在500~oC時達(dá)到1.7,n型PbTe_(0.9988)I_(0.0012)材料的ZT值在450~oC時達(dá)到0.5。采用Sn_(64)Bi_(35)Ag_1作為低溫端焊料實現(xiàn)PbTe與Cu的直接連接,分析其微觀組織形貌,發(fā)現(xiàn)焊接界面有孔洞缺陷,機械性能較差。使用不同的焊接溫度保溫1 min來焊接鍍鎳的PbTe熱電材料,研究焊接溫度對接頭界面微觀組織形貌的影響,分析結(jié)果表明焊接溫度高于220 ~o C,界面會產(chǎn)生裂紋,溫度越高裂紋越明顯,裂紋過多導(dǎo)致焊料逐漸碎裂脫落。160-190 ~oC的焊接溫度下,能夠?qū)崿F(xiàn)p型Na_(0.02)Pb_(0.98)Te和n型PbTe_(0.9988)I_(0.0012)兩種材料與Cu的連接。接頭的界面結(jié)構(gòu)分別為Cu/Cu_6Sn_5/SnTe+Sn-Bi/Ni/NiTe/Na_(0.02)Pb_(0.98)Te和Cu/Cu_6Sn_5/SnTe+Sn-Bi/Ni/NiTe/PbTe_(0.9988)I_(0.0012)。由于界面接觸電阻越大溫差發(fā)電器的轉(zhuǎn)換效率和輸出功率越低,160-190 ~o C焊接的界面接觸電阻率相對較小,適用于焊接接頭的制作。采用銀漿焊料直接焊接PbTe與Cu時Ag元素會擴散和熱電材料反應(yīng),銀漿焊料焊接鍍鎳PbTe時Ni層阻擋Ag元素的擴散,避免Ag影響Na_(0.02)Pb_(0.98)Te和PbTe_(0.9988)I_(0.0012)偏離其原有摻雜。利用n型和p型熱電材料制作成尺寸為2×2×1.78mm~3的熱電臂,焊接制備溫差發(fā)電器在溫差為453.8 ~o C時,器件的輸出功率為3.021 W,最大轉(zhuǎn)換效率達(dá)到5.14%。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM913
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文兩端達(dá)到穩(wěn)定的電動勢。1834 年，法國現(xiàn)象。實驗表明當(dāng)在兩種不同的金屬中。1834 年，帕爾貼使金屬棒鉍（Bi）和，當(dāng)電流通過時金屬接頭處的水凝結(jié)成水。如圖 1-2 所示，在一個電動勢施加電流 I，與此同時在兩個材料的兩個接頭用 Q 表示，即QItab 導(dǎo)體材料 A 和 B 的相對帕爾貼系數(shù)；中的電流；的時間。

如圖 1-2 所示，在一個電動勢施加流 I，與此同時在兩個材料的兩個接 Q 表示，即QItab 導(dǎo)體材料 A 和 B 的相對帕爾貼系數(shù)；中的電流；的時間。圖 1-1 塞貝克效應(yīng)

制冷和發(fā)電的理論。這個理論確定了三個數(shù)，分別為塞貝克系數(shù)（S）、電導(dǎo)率（電材料的塞貝克系數(shù)較大時會使材料有較小時會使熱量集中在接頭附近，當(dāng)熱電小�？梢杂靡粋�統(tǒng)一的參數(shù)熱電優(yōu)值 Z熱電原理相應(yīng)的應(yīng)用。在圖 1-3（a）中左 p 型和 n 型半導(dǎo)體的兩端分別提供溫子也移動到低溫端。利用導(dǎo)線將小燈泡相反的，但當(dāng)前是一致的。在圖 1-3（此過程中，該電路中沒有供應(yīng)的熱源。小半導(dǎo)體流向 p 型半導(dǎo)體，空穴和電子都電子將熱量從紫色的低溫端一側(cè)帶到端將吸收環(huán)境中的熱量，這些熱量將在效果。

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本文編號：2827375