能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題是當(dāng)今世界面臨的兩大難題。有效利用人類(lèi)生產(chǎn)生活產(chǎn)生的廢熱及提高傳統(tǒng)發(fā)電廠的發(fā)電效率是解決這兩大難題的有效途徑。新型微間隙熱離子能量轉(zhuǎn)換器（TEC）可以直接利用低質(zhì)廢熱實(shí)現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換,而且可以與常規(guī)火電站耦合,提高發(fā)電廠的整體效率,具有廣闊的應(yīng)用前景。實(shí)際服役過(guò)程中,熱離子能量轉(zhuǎn)換器的發(fā)射極處于燃燒氣氛中,不可避免地產(chǎn)生氧化,進(jìn)而分層、剝落,影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。如果采用Si C高溫抗氧化涂層對(duì)發(fā)射極進(jìn)行表面保護(hù),又會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的界面反應(yīng)。基于此,本論文在發(fā)射極W和Si C之間引入擴(kuò)散阻擋層,阻止界面反應(yīng),成功開(kāi)發(fā)出高溫穩(wěn)定的發(fā)射極結(jié)構(gòu),探討了發(fā)射極結(jié)構(gòu)W/Si C在有無(wú)擴(kuò)散阻擋層的高溫界面穩(wěn)定性能,并針對(duì)發(fā)射極的歐姆接觸特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和第一性原理計(jì)算,確定了界面原子結(jié)構(gòu),明晰了歐姆接觸形成機(jī)制,進(jìn)行了如下研究:研究了Ti N薄膜的高溫裂紋形成機(jī)制。由于薄膜厚度較厚,磁控濺射法制備Ti N薄膜時(shí)轟擊Si C基底的原子能量很大,導(dǎo)致薄膜應(yīng)變能起主導(dǎo)作用,使Ti N薄膜主要呈（111）晶面取向。提高薄膜退火溫度,Ti N薄膜的結(jié)晶性變好,（111）晶面衍射強(qiáng)度變大,同時(shí)晶粒尺寸變... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

世界能源消耗圖[7]

第1章緒論-3-對(duì)于提高熱離子能量轉(zhuǎn)換器效率，實(shí)現(xiàn)熱離子能量轉(zhuǎn)換器微型化具有重要的科學(xué)意義。1.2熱離子能量轉(zhuǎn)換器的工作原理及研究現(xiàn)狀1.2.1熱離子能量轉(zhuǎn)換器的工作原理當(dāng)熱離子能量轉(zhuǎn)換器發(fā)射極被加熱到高溫，表面的一些電子可以吸收到足夠的能量以克服功函數(shù)勢(shì)壘，從發(fā)射極逸出，穿過(guò)兩極間的真空間隙，在接收極聚集，然后通過(guò)負(fù)載流到發(fā)射極，進(jìn)行做功，如圖1-2所示[17]。根據(jù)Richardson-Dushmann公式[29]，凈電流為發(fā)射極和接收極電流的差值，即：（1-1）式中——熱離子能量轉(zhuǎn)換器的凈電流密度；——發(fā)射極的電流密度；——接收極的電流密度；——發(fā)射極的溫度；——接收極的溫度；——發(fā)射極的功函數(shù)；——接收極的功函數(shù)；——發(fā)射極空間電荷形成的能量勢(shì)壘；——接收極空間電荷形成的能量勢(shì)壘；——材料的特征Richardson-Dushmann常數(shù)。圖1-2TEC的工作原理示意圖[17]Fig.1-2SchematicofworkingprincipleofTEC

第1章緒論-7-圖1-3TEC中各能量密度隨兩極間距離的變化[35]Fig.1-3Thetotalenergyflux,theheattransferthroughpropagatingandevanescentwaves,themaximumoutputpowerperunitarea,andtheheattransferredbythermionicallyemittedelectronsasafunctionofinterelectrodegap圖1-4TEC能量轉(zhuǎn)換效率隨兩極間距離的變化[35]Fig.1-4Theenergyconversionefficiencyversusgapsforemittertemperaturesof1500K,2000Kand2500Kwhenthecollectortemperatureis900K

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]熱輻射方式加熱鉬發(fā)射極的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 韓永超,張吉峰,唐榕,宋艷鵬,楊坤.  真空. 2019(03)
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碩士論文
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[2]高溫長(zhǎng)時(shí)服役鎢單晶涂層的微觀組織演化[D]. 張紅秀.北京理工大學(xué) 2016
[3]化學(xué)輸運(yùn)法制備鎢單晶涂層的微觀組織分析[D]. 沈艷波.北京理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3076381