【摘要】：哈斯勒(Heusler)型合金作為一種新型的能源材料,因?yàn)槠渚w結(jié)構(gòu)的高度對(duì)稱性和良好的熱電性而被廣泛關(guān)注。本文基于Heusler型合金的各項(xiàng)優(yōu)異性能,采用粉末冶金技術(shù)和真空熔煉制備了合金元素Co和Ti摻雜的Ni-Mn-Sn系哈斯勒型系列塊體材料,同時(shí)經(jīng)過熱處理,初步考察了不同溫度條件下?lián)诫s合金元素對(duì)Ni基Heusler型合金材料組織結(jié)構(gòu)及其熱電性能的影響規(guī)律和作用機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:首先,Co和Ti元素?fù)诫s對(duì)試樣Ni_(50)Mn_(39)Sn_(11)合金材料熱電性能的影響結(jié)果表明:經(jīng)熔煉后的,Co和Ti元素進(jìn)入到了Ni-Mn-Sn的晶格中,形成了固溶體,所有試樣以條狀的馬氏體和樹枝狀的第二相存在。適量的摻雜,可以改善材料的熱電性能。隨著Co及Ti元素?fù)诫s量的增加,試樣的熱導(dǎo)率逐漸降低,是因?yàn)镃o、Ti元素的摻雜替代了Ni元素,進(jìn)入基體晶格中引入了晶體缺陷以及原子的無(wú)序排列和第二相的存在,使得聲子散射增強(qiáng)引起熱導(dǎo)率明顯下降,而合金的電導(dǎo)率及Seebeck系數(shù)的絕對(duì)值均增大。適當(dāng)?shù)脑黾訐诫s量,提高了材料中載流子的遷移率,使得電導(dǎo)率隨摻雜量的增加而增大,相比于摻雜前,摻雜后試樣的熱電優(yōu)值ZT升高,摻雜Co后的熱電優(yōu)值升高至0.07885,而摻雜Ti后的熱電優(yōu)值升高至0.09286。其次,研究了不同的熔煉次數(shù)對(duì)試樣Ni-Co(Ti)-Mn-Sn合金的熱電性能的影響,結(jié)果表明:熔煉兩次后試樣的熱電性能更優(yōu),相比于一次熔煉,其熱導(dǎo)率降低的同時(shí),電導(dǎo)率及Seebeck系數(shù)的絕對(duì)值也相應(yīng)的有所提升。熔煉兩次后,隨著溫度逐漸升高時(shí),聲子與聲子之間的相互作用增強(qiáng),散射趨勢(shì)加強(qiáng),對(duì)它的平均自由程產(chǎn)生了影響,使得熱導(dǎo)率減小,最終致使熱電優(yōu)值ZT(摻雜Co:0.07885;摻雜Ti:0.09286)高于熔煉一次后的ZT值(摻雜Co:0.07278;摻雜Ti:0.0843)。第三,研究了在不同溫度的條件下,對(duì)試樣Ni-Co(Ti)-Mn-Sn合金的熱電性能的影響,試驗(yàn)結(jié)果顯示:隨溫度的升高,熱導(dǎo)率呈現(xiàn)出遞增的趨勢(shì),而電導(dǎo)率相反,Seebeck系數(shù)先減小后增大。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG146.15

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2791652