热电转换器件的研究与应用

介绍了热电转化器件工作原理及应用,详细论述了热电器件的关键部件——热电材料的研究进展,分析了目前热电制冷和发电器件的研究现状,有限元分析成为器件研究的重要途径;提出了热电器件研究中存在的问题,讨论了热电器件的发展思路.     

Ca3Co4O9基氧化物热电材料研究进展

详细综述了提高Ca3Co4O9基氧化物热电性能的主要途径,包括制备工艺的改进、掺杂改性研究、热电性能的结构调控等,着重从Ca位掺杂和Co位掺杂两个方面介绍了Ca3Co4O9在掺杂改性方面的研究进展,并提出了该材料存在的问题和今后的发展方向。     

考虑纤维束弯曲的缎纹织物面内压缩行为分析

基于弹性弯曲波理论分析了应力波在复合材料内部的传播规律,并针对四枚缎纹织物复合材料,进行了准静态和动态验证实验研究。研究表明,在面内压缩载荷作用下,纤维束交织程度越高,材料压缩强度越低,说明织物复合材料的细观结构对其面内力学性能有重要影响。发现准静态载荷作用下试样主要为整体剪切破坏,且剪切断裂发生于加载方向纤维束的弯曲起始段;而动态载荷作用下,试样的主要损伤模式为分层,在应力波的作用下分层损伤沿纤维束间的界面扩展,同时伴随有纤维束弯曲起始段的剪切断裂。     

Thermoelectric properties of Yb x Co_4 Sb_（12） system

Yb x Co 4 Sb 12 polycrystals were fabricated by vacuum melting combined with hot-press sintering.The effect of Yb-filling on thermoelectric property of unfilled skutterudite CoSb 3 was investigated,which indicated the enhancement of the power factor of the material.Transport properties of materials changed from semi-conductor to semi-metal during the measurement of electrical conductivity,which indicated the change of electronic band structure.The maximum value of electrical conductivity was about 190000 S/m at 300 K for all samples.On the basis of Yb-filling,power factor of Yb 0.2 Co 4 Sb 12 reached 5-6 mW/(m·K) during the measurement temperature.Thermal conductivity decreased with increase of Yb content,and the thermal conductivity of Yb 0.2 Co 4 Sb 12 reached 3.2 W/(m·K) at 600 K.The ZT value of Yb 0.2 Co 4 Sb 12 reached 1.16 at 700 K due to positive contribution from high power factor and low thermal conductivity.     

热电材料微结构调控热电输运行为的研究进展

热电材料是绿色能源转化、温差电技术应用的关键材料。由于各性能指标相互抑制,材料热电性能改善遇到瓶颈。材料微结构设计协同调控热电性能为下一代热电材料发展提供了一条明确思路。本文介绍热电材料"多尺度微结构构筑"、"电子晶体离子液体"、"晶格缺陷工程"等改善热电性能的新概念,从原子、纳米、微米等尺度分析能带调控、弱键合、非简谐振动效应、纳米畴散射机制、调幅分解、能量过滤机制、相变现象等物理、化学过程对热电输运行为的影响;阐述了热电材料晶体微结构特征,总结了点缺陷、晶界、纳米畴等结构参量对能带结构、载流子自由程、晶格振动模式等物理参量的影响规律;展望了下一代高性能块体热电材料的发展方向。     

Effect of Y-filling on thermoelectric properties of CoSb3

The CoSb3 and Y0.18Co4Sb12 compounds were synthesized by a metallurgical route. Their bulk materials were prepared by the hot-pressed process under vacuum. Thermoelectric properties of the samples were measured by the thermoelectric measurement system and the laser flash diffusivity apparatus. The carrier type conversion of hot-pressed CoSb3 was found at about 530 K, while the conversion was missed for the Y0.18Co4Sb12 sample. Electrical conductivity of the Y0.18Co4Sb12 sample increased due to the increase of carrier concentration, and its thermal conductivity decreased due to the enhancement of phonon scattering. The value of ZT, figure of merit, for the Y0.18Co4Sb12 sample was obviously enhanced due to positive contribution of the electrical conductivity and the thermal conductivity.     

锂离子电池正极材料磷酸铁锂研究进展

电极材料是推进电池技术发展及应用的关键。作为锂离子电池正极材料的LiFePO4表现出优异的电池性能(大容量、优异循环特性),但也有本征低电导率的缺点。具有橄榄石结构的LiFePO4在电池充放电过程发生FePO4与LiFePO4之间的相变,已有实验证明充放电过程中出现固溶体LixFePO4。掺杂是提高材料电导率的常用手段,但LiFePO4的掺杂却一直饱受争议;缺陷化学的研究初步认定通过适当点缺陷的电荷补偿,晶体内引入掺杂元素是可以实现的,并且提出几种缺陷补偿机制。导电相复合可降低电极颗粒间的接触电阻,特别是LiFePO4的碳包覆有效地改善其电化学性能,促进其工业化推广;碳包覆的有效性取决于碳的sp2杂化键的比例及碳含量。由于电极材料形貌影响电池的充放电动力学过程,LiFePO4的颗粒尺寸、形状、表面粗糙度等的控制都成为提高电池性能的重要手段;LiFePO4的薄膜制备及三维构架技术则进一步推动微型电池的应用发展。     

燃气涡轮发动机计算机辅助设计系统

开发了基于大型有限元分析软件Ansys的燃气涡轮发动机辅助设计系统,该系统将CAD参数建模技术、工程有限元数值计算方法、经典强度计算理论与现代优化设计技术相结合,实现了涡轮盘、机匣和涡轮轴典型零件的参数优化设计的完整设计流程,建立了结构优化设计平台;并通过机匣的结构优化设计实例,验证了燃气涡轮发动机辅助设计系统的有效性。     

Ca8.1Gd0.9Co12O28的制备及热电性能研究

采用固相法合成Ca9Co12O28和Ca8.1Gd0.9Co12O28前驱粉体,利用290MPa冷等静压成型,然后无压烧结成瓷.并对它们的热电性能进行了研究.实验结果表明Ca81Gd0.9Co12O28热电性能优于Ca9Co12O28,两者都属于P型半导体热电材料;由于两者的致密度不高,造成电导率偏低,导致最终热电评价指标ZT值较低.     

粘土矿综合利用大有可为

粘土矿是由含硅铝酸盐类矿物组成,主要成分是A_2O_3、SiO_2、H_2O及少量的Fe_2O_3等。按矿物组成,化学成分,物理性质和用途不同,分为许多品种,主要有高铝、硬质、软质耐火粘土,瓷土、陶土、膨润土等等。随着科学技术的迅速发展,粘土矿用途越来越广,广泛应用于冶金、陶瓷、机械、轻工、建材、化工、国防和尖端科