哈斯勒（Heusler）熱電合金作為可直接將熱能轉(zhuǎn)換為電能的功能材料,具有無污染、無噪音、所需元素儲存廣等優(yōu)點,但是其較高的熱導(dǎo)率致使熱電優(yōu)值（ZT）普遍較低。本文基于我省豐富的鎳鈷資源及近來研究較多的Ni基哈斯勒合金,選擇全Heusler型Ni₂-Mn-Sn合金和半Heusler型Ni-Mn-Sn合金為研究對象,通過鈷（Co）對鎳（Ni）的置換合金化和細(xì)化晶粒優(yōu)化合金的功率因數(shù)（PF）、降低熱導(dǎo)率,以改善其ZT值,探究了合金化對試樣的組織結(jié)構(gòu)及熱電性能的影響。主要試驗結(jié)果如下:第一,通過X射線衍射分析可知,采用電弧熔煉-熱處理工藝成功地制備了全Heusler合金試樣。結(jié)合SEM分析、能譜分析及背散射圖等,可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過反復(fù)熔煉后,合金元素分布較均勻,試樣晶粒粗大,均為兩相（灰色相和黑色相）,其中黑色相為富Co貧Sn相,且隨著Co含量的增加,黑色相體積逐漸增多,馬氏體相變是試樣出現(xiàn)黑色相的原因。第二,根據(jù)全Heusler合金的熱電性能檢測數(shù)據(jù)可知,Co的置換合金化降低了試樣的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率,但卻提高了其Seebeck系數(shù)。試樣Ni₂₀Co

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Seebeck效應(yīng)Vab=Sab△T（1.1）

碩士學(xué)位論文公式（1.1）來表示。效應(yīng)的第二個效應(yīng)，可用于制冷或，是把電能直接轉(zhuǎn)換為熱能的現(xiàn)象，并.Peltier 首次發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在兩個不同導(dǎo)體連焦耳熱外，在兩個連接處會分別放出ltier 效應(yīng)[10]。此科學(xué)家將鉍（Bi）和電后發(fā)現(xiàn)，兩種金屬接頭處變冷使水融化[11]。

1.3 (a)是 C1b結(jié)構(gòu)的半哈斯勒晶體結(jié)構(gòu)；(b)是 L21結(jié)構(gòu)的全哈斯勒晶體結(jié)ll-Heusler 合金具有豐富的種類，其電子結(jié)構(gòu)有金屬性的也有半導(dǎo)、鐵磁的、抗磁的等等。有研究表明，當(dāng)全 full-Heusler 合金的價合金出現(xiàn)半導(dǎo)體特性。例如 Mn2RuY(Y=Si、Ge、Sn)，F(xiàn)e2XY(X=b)和(X=Nb、Ta；Y=Al、Ga)。理想的熱電材料應(yīng)該具有較大的 S導(dǎo)率，而 Heusler 合金恰好符合這一條件。例如目前性能較佳的 Bi的 Seebeck 系數(shù)絕對值為 100-230μV/K 左右[38]，其他熱電材料 系數(shù)都不大于 200μV/K，而 Heusler 合金的 Seebeck 系數(shù)絕對值μV/K，有些還高達(dá) 450μV/K[39]，明顯高于大部分熱電材料。陶多電弧熔煉法和放電等離子燒結(jié)技術(shù)相結(jié)合，制備了 Fe2TiSn 及用 S摻雜而得到的 Fe2TiSn1-xSbx(x=0.05，0.1，0.2)和 Fe2TiSn0.9Si0.1， Seebeck 系數(shù)顯著改善，大大優(yōu)化了其 ZT 值[40]。lf-Heusler 合金組成成分為 1：1：1，其化學(xué)通式為 XYZ，X 和 Y 素、稀土元素或者堿土金屬元素，Z 為主族元素，它可以理解成共存的化合物，其中 X 原子和 Y 原子有顯著的陽離子特性，而 Z


本文編號：2974065