CdO基陶瓷的高溫?zé)犭娦阅苎芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2017-07-07 22:04
本文關(guān)鍵詞：CdO基陶瓷的高溫?zé)犭娦阅苎芯?/strong>
更多相關(guān)文章： 熱電 CdO 摻雜電 熱輸運(yùn) 熱電性能
【摘要】：熱電材料可以實(shí)現(xiàn)熱能和電能之間的直接轉(zhuǎn)換,在廢熱發(fā)電和無氟利昂制冷等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。氧化物熱電材料在空氣中具有較高的化學(xué)和熱穩(wěn)定性且成本低廉,在熱電領(lǐng)域受到了越來越多的關(guān)注。CdO是一種常見的n型透明導(dǎo)電氧化物(TCO),近期的研究發(fā)現(xiàn)它同時(shí)表現(xiàn)出較好的高溫?zé)犭娦阅?有可能用于高溫區(qū)廢熱發(fā)電。本論文利用傳統(tǒng)固相燒結(jié)法制備了Cd O多晶塊體并研究了元素?fù)诫s對其高溫?zé)犭娦阅艿挠绊?主要內(nèi)容和結(jié)論如下:1)利用傳統(tǒng)固相燒結(jié)法制備了Al摻雜的CdO多晶塊體樣品,通過摻入不同濃度的高價(jià)離子Al~(3+),調(diào)控其載流子濃度n并研究Al~(3+)摻雜對CdO電、熱輸運(yùn)性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Al~(3+)摻雜雖然能改善樣品的功率因子S~2σ,但因電子熱導(dǎo)率κe的顯著增大使總熱導(dǎo)率κ有較大提高,不利于CdO整體熱電性能的提升。2)利用傳統(tǒng)固相燒結(jié)法制備了Sr摻雜的CdO多晶塊體樣品,研究等價(jià)離子Sr~(2+)摻雜對其電、熱輸運(yùn)性能的影響。一方面,因CdO和SrO電子親和勢的差別,Sr~(2+)摻入使CdO的載流子濃度n降低,導(dǎo)致其電阻率ρ和塞貝克系數(shù)S同時(shí)增大,功率因子s~2σ有所降低;另一方面,Sr~(2+)摻入使CdO的電子熱導(dǎo)率κe和聲子熱導(dǎo)率κph同時(shí)減小,總熱導(dǎo)率κ大幅度降低,從而顯著提升了其熱電性能。1000K時(shí),最佳摻雜量樣品Cd0.97Sr0.03O的ZT值達(dá)到了0.40,比本征CdO樣品提高了約25%,可與目前報(bào)道的最好的n型氧化物熱電材料相比擬。3)研究了硫酸鹽CuSO_4·5H_2O摻雜對其熱電性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),CuSO_4·5H_2O高溫分解后的產(chǎn)物(CuO和SO_3)使樣品的功率因子s~2σ和熱導(dǎo)率κ同時(shí)得到優(yōu)化,從而獲得了較高的熱電優(yōu)值。其中,最佳摻雜量樣品Cd0.995Cu0.005O在1000K時(shí)的ZT值達(dá)到最大,約為0.41。
【關(guān)鍵詞】：熱電 CdO 摻雜電 熱輸運(yùn) 熱電性能
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ174.1;TB34
【目錄】： - 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第1章 緒論10-19
- 1.1 熱電材料簡介10-12
- 1.1.1 研究歷史10-11
- 1.1.2 熱電材料研究進(jìn)展11-12
- 1.2 熱電基礎(chǔ)理論及其主要應(yīng)用12-17
- 1.2.1 Seebeck效應(yīng)12-13
- 1.2.2 Peltier效應(yīng)13
- 1.2.3 Thomson效應(yīng)13-14
- 1.2.4 Kelvin關(guān)系14
- 1.2.5 熱電材料性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)14-15
- 1.2.6 提高熱電性能的途徑15-16
- 1.2.7 熱電材料的實(shí)際應(yīng)用16-17
- 1.3 氧化物熱電材料的研究進(jìn)展17-18
- 1.4 課題研究的主要內(nèi)容及意義18-19
- 第2章 樣品制備與性能測試19-24
- 2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備儀器19
- 2.1.1 主要化學(xué)試劑19
- 2.1.2 主要設(shè)備儀器19
- 2.2 樣品制備方法19-20
- 2.3 樣品表征方法20-24
- 2.3.1 晶體結(jié)構(gòu)分析(X射線衍射)20-21
- 2.3.2 表面形貌分析(掃描電子顯微鏡)21
- 2.3.3 霍爾測試21-22
- 2.3.4 電阻率和Seebeck系數(shù)測試22-23
- 2.3.5 熱導(dǎo)率測試23-24
- 第3章 CdO電學(xué)性能的調(diào)控24-34
- 3.1 引言24
- 3.2 樣品制備24-25
- 3.3 樣品的XRD、SEM分析和霍爾測量25-28
- 3.3.1 XRD晶體結(jié)構(gòu)分析25-26
- 3.3.2 SEM微觀形貌分析26-27
- 3.3.3 樣品的霍爾測試27-28
- 3.4 樣品的熱電性能28-33
- 3.4.1 電阻率和Seebeck系數(shù)28-30
- 3.4.2 熱導(dǎo)率30-32
- 3.4.3 熱電優(yōu)值ZT32-33
- 3.5 本章小結(jié)33-34
- 第4章 CdO熱學(xué)性能的調(diào)控34-43
- 4.1 引言34
- 4.2 樣品制備34
- 4.3 樣品的XRD、SEM分析和霍爾測量34-37
- 4.3.1 XRD晶體結(jié)構(gòu)分析34-35
- 4.3.2 SEM微觀形貌分析35-36
- 4.3.3 樣品的霍爾測試36-37
- 4.4 樣品的熱電性能37-42
- 4.4.1 電阻率和Seebeck系數(shù)37-39
- 4.4.2 熱導(dǎo)率39-41
- 4.4.3 熱電優(yōu)值ZT41-42
- 4.5 本章小結(jié)42-43
- 第5章 協(xié)同調(diào)控CdO的電學(xué)和熱學(xué)性能43-52
- 5.1 引言43
- 5.2 樣品制備43-44
- 5.3 樣品的XRD、SEM分析和霍爾測量44-46
- 5.3.1 XRD晶體結(jié)構(gòu)分析44
- 5.3.2 SEM微觀形貌分析44-45
- 5.3.3 樣品的霍爾測試45-46
- 5.4 樣品的熱電性能46-52
- 5.4.1 電阻率和Seebeck系數(shù)46-48
- 5.4.2 熱導(dǎo)率48-50
- 5.4.3 熱電優(yōu)值ZT50-52
- 結(jié)束語52-53
- 參考文獻(xiàn)53-60
- 致謝60-61
- 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文61
【相似文獻(xiàn)】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條
1 Е.М.Савицкий;張建華;;鎢單晶的熱電性能[J];儀表材料;1974年04期
2 趙媛;唐光詩;;氧化石墨增強(qiáng)高分子材料熱電性能的初步研究[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年03期
3 張琨;張睿智;;層狀硫化物中晶格失配對熱電性能影響的理論研究[J];石家莊學(xué)院學(xué)報(bào);2013年06期
4 井群;司海剛;張世華;王淵旭;;室溫下硅與硅鍺合金的熱電性能研究[J];河南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年05期
5 楊梅君;沈強(qiáng);唐新峰;張聯(lián)盟;;鉍摻雜硅化鎂材料的制備及熱電性能[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2011年10期
6 邢學(xué)玲;劉小滿;許德華;閔新民;;Ca_3Co_2O_6與摻銅體系的量子化學(xué)計(jì)算[J];材料導(dǎo)報(bào);2008年09期
7 相楠;寇超超;趙苗;譚宏斌;;摻鈉對鈷酸鈣熱電性能影響研究[J];陶瓷;2010年09期
8 陳燕彬;羅小光;何濟(jì)洲;;不同模數(shù)對材料熱電性能的影響[J];量子電子學(xué)報(bào);2014年02期
9 黃才光;;P型和N型硅鍺合金的制備及熱電性能[J];鑄造技術(shù);2014年01期
10 蔣俊;李亞麗;許高杰;崔平;吳汀;陳立東;王剛;;制備工藝對p型碲化鉍基合金熱電性能的影響[J];物理學(xué)報(bào);2007年05期
中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條
1 張婷;蔣俊;陳建敏;張秋實(shí);李煒;許高杰;;P型BiSbTe/Zn_4Sb_3復(fù)合材料的熱電性能[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年
2 徐桂英;;具有量子效應(yīng)的多空硅片的熱電性能[A];2004年中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2004年
3 曹一琦;朱鐵軍;趙新兵;;放電等離子燒結(jié)制備的Bi_2Te_3/Sb_2Te_3復(fù)合材料的熱電性能[A];第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（4）[C];2007年
4 閔新民;張文芹;葉春勇;;失配層鈷酸鹽與摻鑭系列的電子結(jié)構(gòu)與熱電性能[A];中國化學(xué)會(huì)2005年中西部十五�。▍^(qū)）、市無機(jī)化學(xué)化工學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年
5 閔新民;王緒超;;失配層鈷酸鹽與摻雜系列的量子化學(xué)計(jì)算研究[A];中國化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第15分會(huì)：理論化學(xué)方法和應(yīng)用[C];2014年
6 肖忠良;曹忠;吳道新;李宇春;尹周瀾;陳啟元;;Zn_4Sb_3的熱電性能的理論計(jì)算[A];2006年全國冶金物理化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年
7 李奕l，
本文編號(hào)：531946
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/huaxuehuagong/531946.html
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【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
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【分類號(hào)】：TQ174.1;TB34
【目錄】：
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第1章 緒論10-19
- 1.1 熱電材料簡介10-12
- 1.1.1 研究歷史10-11
- 1.1.2 熱電材料研究進(jìn)展11-12
- 1.2 熱電基礎(chǔ)理論及其主要應(yīng)用12-17
- 1.2.1 Seebeck效應(yīng)12-13
- 1.2.2 Peltier效應(yīng)13
- 1.2.3 Thomson效應(yīng)13-14
- 1.2.4 Kelvin關(guān)系14
- 1.2.5 熱電材料性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)14-15
- 1.2.6 提高熱電性能的途徑15-16
- 1.2.7 熱電材料的實(shí)際應(yīng)用16-17
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- 2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備儀器19
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- 2.3.1 晶體結(jié)構(gòu)分析(X射線衍射)20-21
- 2.3.2 表面形貌分析(掃描電子顯微鏡)21
- 2.3.3 霍爾測試21-22
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- 3.1 引言24
- 3.2 樣品制備24-25
- 3.3 樣品的XRD、SEM分析和霍爾測量25-28
- 3.3.1 XRD晶體結(jié)構(gòu)分析25-26
- 3.3.2 SEM微觀形貌分析26-27
- 3.3.3 樣品的霍爾測試27-28
- 3.4 樣品的熱電性能28-33
- 3.4.1 電阻率和Seebeck系數(shù)28-30
- 3.4.2 熱導(dǎo)率30-32
- 3.4.3 熱電優(yōu)值ZT32-33
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- 4.1 引言34
- 4.2 樣品制備34
- 4.3 樣品的XRD、SEM分析和霍爾測量34-37
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- 4.3.2 SEM微觀形貌分析35-36
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- 4.4 樣品的熱電性能37-42
- 4.4.1 電阻率和Seebeck系數(shù)37-39
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- 5.4 樣品的熱電性能46-52
- 5.4.1 電阻率和Seebeck系數(shù)46-48
- 5.4.2 熱導(dǎo)率48-50
- 5.4.3 熱電優(yōu)值ZT50-52
- 結(jié)束語52-53
- 參考文獻(xiàn)53-60
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7 李奕l，
本文編號(hào)：531946
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