熵體現(xiàn)了體系的混亂度,熵值越大,混亂度越大。降低熱電材料的熱導(dǎo)率是提升材料熱電性能的有效手段,體系的混亂度越大,聲子的散射將會(huì)增強(qiáng)。本文從熵與熱傳導(dǎo)的關(guān)系出發(fā),結(jié)合高熵合金的設(shè)計(jì)思路,在half-Heusler熱電材料NbFeSb的Nb位引入多組元產(chǎn)生高配置熵,研究高熵效應(yīng)對(duì)材料熱電性能的影響;進(jìn)一步研究在Fe位摻雜Co、Sb位摻Sn對(duì)材料結(jié)構(gòu)與性能的影響。論文通過電弧熔煉結(jié)合高溫熔煉制備鑄錠,研磨后利用放電等離子體燒結(jié)形成致密塊狀樣品。對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)、組織及熱電性能進(jìn)行詳細(xì)研究,得出以下結(jié)果。(1)在Nb位分別摻入10 at.%的Ti、V、Zr、Mo,研究了各摻雜元素對(duì)NbFeSb熱電性能的影響。結(jié)果表明,Zr或Ti摻雜保持NbFeSb的p型導(dǎo)電行為。其中摻雜Zr使功率因子的優(yōu)化效果最為明顯,但對(duì)晶格熱導(dǎo)率特別是高溫下的晶格熱導(dǎo)率的降低效果較差。Ti對(duì)功率因子的優(yōu)化及晶格熱導(dǎo)率的降低效應(yīng)均較明顯。Mo或V摻雜均使NbFeSb轉(zhuǎn)變?yōu)閚型導(dǎo)電,功率因子大幅度降低。但V摻雜能有效降低晶格熱導(dǎo)率,873K時(shí)為4.8 W/mK。功率因子的提升歸因于載流子濃度的增加,而晶格熱導(dǎo)率的降低和摻雜元素與...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 熱電材料的背景和意義
    1.2 熱電效應(yīng)的基本原理
    1.3 熱電材料的性能參數(shù)
    1.4 熱電材料的研究進(jìn)展
    1.5 高熵效應(yīng)與熱導(dǎo)率
    1.6 本論文研究思路及意義
第2章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 原料與設(shè)備
    2.2 樣品制備
        2.2.1 真空電弧熔煉法
        2.2.2 高溫熔煉
        2.2.3 放電等離子體燒結(jié)
        2.2.4 實(shí)驗(yàn)流程
    2.3 樣品表征方法
        2.3.1 XRD物相分析
        2.3.2 微觀結(jié)構(gòu)及成分分析
        2.3.3 電學(xué)性能測(cè)試
        2.3.4 熱學(xué)性能測(cè)試
        2.3.5 Hall效應(yīng)測(cè)試
第3章 Zr、V、Ti、Mo單元素?fù)诫s對(duì)NbFeSb熱電性能的影響
    3.1 XRD物相分析
    3.2 SEM和EDS分析
    3.3 電學(xué)性能分析
    3.4 熱學(xué)性能
    3.5 熱電優(yōu)值
    3.6 小結(jié)
第4章 等比例摻雜Zr、V、Ti、Mo對(duì)NbFeSb熱電性能的影響
    4.1 XRD物相分析
    4.2 SEM和EDS分析
    4.3 電學(xué)性能分析
    4.4 熱學(xué)性能分析
    4.5 熱電優(yōu)值
    4.6 小結(jié)
第5章 Hf、Zr、Mo、V、Ti等比例摻雜對(duì)NbFeSb熱電性能影響
    5.1 XRD物相分析
    5.2 顯微結(jié)構(gòu)分析
    5.3 電學(xué)性能分析
    5.4 熱學(xué)性能分析
    5.5 熱電優(yōu)值
    5.6 小結(jié)
第6章 Co、Sn摻雜對(duì)Nb_0.75T_0.25FeSb熱電性能的影響
    6.1 Co摻雜對(duì)Nb_0.75T_0.25FeSb熱電性能的影響
        6.1.1 XRD物相分析
        6.1.2 SEM及EDS分析
        6.1.3 電學(xué)性能分析
        6.1.4 熱學(xué)性能分析
        6.1.5 熱電優(yōu)值
    6.2 Sn摻雜對(duì)T_0.25Nb_0.75FeSb熱電性能的影響
        6.2.1 XRD物相分析
        6.2.2 SEM及EDS分析
        6.2.3 電學(xué)性能分析
        6.2.4 熱學(xué)性能分析
        6.2.5 熱電優(yōu)值
    6.3 小結(jié)
第7章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間研究成果



本文編號(hào)：3804616