聚对苯撑/LiNi_（0.5）Fe_2O_4纳米复合热电材料的制备及其性能研究

本文以流变相反应法原位合成了聚对苯撑/LiNi_（0.5）Fe_2O_4纳米复合热电材料,并对其热电性能进行表征,研究了放电等离子烧结时保温时间对其热电性能的影响.结果发现,复合材料铁氧体颗粒粒径为100—300 nm,其外部被一层聚对苯撑膜包覆.电子在Fe~（2＋）和Fe~（3＋）之间的跳跃机理在铁氧体电导中占主导作用,因此聚对苯撑/LiNi_（0.5）Fe_2O_4复合材料具有n型导电特性.随着保温时间增加,复合材料电导率基本不变,但热导率逐渐增大且Seebeck系数逐渐减小,导致热电优值系数降低.由于结合了有机物高电导率和低热导率以及无机材料高赛贝克系数的优点,所制备的复合材料热电性能较单一材料有较大提高.     

一种移相器的损耗和匹配特性分析

移相器是电调天线的关键部件,通过对一种常用移相器的损耗和匹配特性进行详细分析,指出其可能出现的谐振损耗和失配,并提出了设计这类移相器应避免和该采取的措施。     

不同制备条件对硅纳米线的形貌和反射率影响

利用两步法-金属辅助化学刻蚀法(metal-assisted chemical etching, MACE)制备硅纳米线(silicon nanowires,SINWs)样品。研究了刻蚀温度、刻蚀时间、过氧化氢(H_2O_2)浓度对样品SINWs的形貌和反射率影响。研究发现,随着刻蚀时间增加, SINWs样品的长度随之增加,而反射率降低。H_2O_2浓度提高, SINWs样品的长度也增加,在浓度为0.1 mol/L时反射率降至最低。刻蚀温度升高, SINWs样品的长度先增加,然后随着SINWs生长速率变快的同时样品的形貌结构遭到破坏,反射率呈总体上升趋势。实验结果表明,改变制备过程中的反应条件,对SINWs的形貌会具有较大影响,同时SINWs阵列的反射率也会改变。SINWs的反射率强烈依赖于SINWs的长度、规整程度和空隙率大小等。     

La0.7Ca0.3MnO3多晶材料制备及其电磁特性

以化学溶液分解法制备La0.7Ca0.3MnO3粉体,常压烧结制备多晶块体样品。对La0.7Ca0.3MnO3样品的磁矩、磁致电阻效应（CMR）和电脉冲诱导电阻转变效应（EPIR）进行了研究。磁矩零场冷和场冷试验结果发现,居里温度以下,零场冷和场冷条件下磁矩具有较大差别。这说明材料中缺少真正的长程磁有序。La0.7Ca0.3MnO3多晶具有磁致电阻效应,在9 T磁场作用下,磁致电阻变化大约为70%。在80 V,20 ns电脉冲作用下,材料具有电脉冲诱导电阻转变效应。从理论上对磁致电阻效应与电脉冲诱导电阻转变效应的机理进行了分析。     

Cl 掺杂提升N-PbS 热电性能的实验研究

铅基硫属化合物在中高温热电领域具有广泛的应用。相较于Te 和Se 元素, S 元素具有含量丰富, 价格低廉,且PbS 热稳定性高等优点, 近年来PbS 热电材料引起了研究人员的广泛兴趣。然而, PbS 热电材料本体固有高晶格 热导率, 导致其较低的热电转化效率, 严重限制了其在热电领域的应用。为了降低其晶格热导率, 采用Cl 掺杂方法改善PbS 的热电性能。实验结果表明, 通过水热法制备了形貌可控的树枝状PbS 基纳米材料, 在烧结过程中形成了 多孔结构PbS 基块体材料。通过测试结果可知, Cl 掺杂后的多孔PbS 材料的致密度和晶格热导率显著降低, 载流子浓度升高, 热电性能明显改善, 其中PbCl_0.02S_0.98 材料在773 K 时zT 值达到0.71, 较纯PbS 提升了约108.8%。     

碳纳米管电极上的电化学行为分析

用化学方法对碳纳米管进行表面处理 ,用红外谱对处理后的碳纳米管进行表征 ,处理后的碳纳米管表面出现了活性功能团羧基。用这些碳纳米管制成电极 ,对Cd离子在硫酸钠中的电化学行为进行了分析。结果表明 ,从碳纳米管电极上可以观察到很好的、准可逆循环伏安图 ;在扫描速度为 10 0mV·s- 1时 ,氧化还原峰电位分别出现在 - 0 .6 5V和 - 0 .95V对照饱和甘汞电极(SCE)。峰电流与扫描速度的平方根成良好的线性关系 ,说明反应过程是由镉离子的扩散控制的。由循环伏安图相关的电位与扫描速度关系 ,我们导出了电子转移动力学速度参数。由于碳纳米管电极有很好的电化学活性和可重复性 ,它可以成为一种新型的分析电极材料     

共吸附剂对染料敏化太阳能电池光伏性能的影响

利用市售联吡啶钌染料TG6为敏化剂制备染料敏化太阳能电池,引入鹅去氧胆酸(CDCA)为共吸附剂优化电池的光伏性能。实验结果表明,当TG6浓度为0.3 mmol/L,共吸附剂CDCA浓度为10 mmol/L时,以TG6敏化的太阳能电池的光电转换效率为4.64%,比未优化的同类电池提高了23%。电化学阻抗分析表明CDCA的引入,使染料/二氧化钛/电解液界面的回传电阻提升了近50%,有效提升了光生电子寿命,实现了抑制光生电子复合的目的。     

碳纳米管电极上的电化学行为分析

用化学方法对碳纳米管进行表面处理,用红外谱对处理后的碳纳米管进行表征,处理后的碳纳米管表面出现了活性功能团羧基.用这些碳纳米管制成电极,对Cd离子在硫酸钠中的电化学行为进行了分析.结果表明,从碳纳米管电极上可以观察到很好的、准可逆循环伏安图;在扫描速度为100 mV*s-1时,氧化还原峰电位分别出现在-0.65 V和 -0.95 V 对照饱和甘汞电极(SCE).峰电流与扫描速度的平方根成良好的线性关系,说明反应过程是由镉离子的扩散控制的.由循环伏安图相关的电位与扫描速度关系,我们导出了电子转移动力学速度参数.由于碳纳米管电极有很好的电化学活性和可重复性,它可以成为一种新型的分析电极材料.     

CoSb3基方钴矿热电材料保护涂层研究进展

热电转换技术可以利用固体中载流子输运实现热能与电能之间的相互转换,该技术具备无污染、无传动、无噪声等一系列优势。在太阳能光热复合发电、工业生产余废热回收利用等方面都极具潜力,为缓解环境及能源压力提供了新的研究方向。热电转换技术的性能通过无量纲优值ZT来衡量,ZT=S~2σT/κ,其中S是塞贝克系数,σ是电导率,T是绝对温度,κ是热导率。但目前热电器件转换与普通热机发电效率存在较大的差距,相对较低的转换效率是由于材料热电转换性能较低,即ZT优值较低导致。理论研究表明,热电材料ZT优值达到1以上就具备了商业应用价值。作为典型电子晶体-声子玻璃热电材料之一,锑化钴(CoSb_3)基方钴矿热电材料具有优异的热电性能,在过去20多年被广泛研究。填充、掺杂、纳米复合等方式能有效提升CoSb_3基热电材料的性能,其ZT值从CoSb_3二元方钴矿的0.5左右提升到了填充方钴矿的1.7～2.0。CoSb_3基方钴矿成为了最具潜力的中温区(500～850 K)的发电热电材料之一,CoSb_3基方钴矿热电器件的设计、集成、服役行为也随之展开。相关研究显示,CoSb_3基方钴矿热电转换器件在高温服役过程中,材料的劣化(如材料的氧化,元素的升华以及服役期间界面扩散等)会导致整个器件性能的降低,严重阻碍了方钴矿材料的商业化应用。打破限制CoSb_3基方钴矿器件实际应用的技术壁垒,扩大其应用领域,解决CoSb_3基方钴矿材料本身高温劣化性问题是当前方钴矿器件研究的热点之一。本文综述了CoSb_3基方钴矿热电材料的氧化、Sb元素升华等导致材料及器件失效的主要形式和各种CoSb_3基方钴矿热电材料保护涂层的最新研究进展,如金属类涂层Ti、Mo、Pt等,非金属类涂层玻璃、陶瓷、气凝胶等,以及复合涂层对方钴矿基材料的保护性能,以期为CoSb_3基方钴矿热电器件材料劣化性问题的解决提供参考。在热电器件实际服役中,各种热电材料都存在元素升华的现象,并且这些材料在氧分压过高的环境中工作同样面临着氧化问题,该综述对其他热电材料的保护、延长热电器件的使用寿命方面也具有一定的参考价值。     

接触热阻对相变耦合温差发电系统的影响

在汽车尾气温差发电系统中, 热量在传递的过程中通常要经过若干个接触界面。而界面间的接触热阻影响 着热量的传递效率和热电器件冷热两侧的实际温差, 进而影响到系统的发电性能。利用工业热风机模拟汽车运行实 际工况, 使用装载有相变材料(phase change material, PCM) 的温差发电系统, 通过涂抹不同导热系数的导热硅脂来 调节热电器件与系统间的接触热阻, 研究了接触热阻对PCM 以及系统输出电压的影响。研究发现, 同时减小热电 器件两侧与系统间的接触热阻会削弱PCM 的储热能力; 相较于减小热电器件热面与系统间的接触热阻, 减小热电 器件冷面与冷端换热器间接触热阻, 对温差发电系统输出电压的提升效果更为显著。