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1.
分别采用热压、低电场强度和高电场强度3种工艺烧结制备Bi1.2Sb4.8Te9热电材料,测试、对比分析3组试样的微观结构和热电传输性能。结果表明,采用电场加热方式烧结可有效提高材料的致密度,且在大电场强度工艺下晶粒择优取向。电场可使材料内缺陷减少,载流子浓度下降,同时提高载流子迁移率,使材料综合电性能提高,晶粒择优取向有助于降低材料热导率,这些都有助于热电材料ZT值的提高。  相似文献   
2.
为保证热连接过程中热电材料与导流电极之间实现良好连接,同时形成有效的阻隔界面防止界面元素扩散致使材料性能下降,本研究以Cu片作电极,引入中间层Ni箔作扩散阻挡层,采用电场激活压力辅助烧结(FAPAS)法,在合成高纯硅化镁(Mg_2Si)热电材料的同时,同步制得Cu/Ni/Mg_2Si热电接头。利用SEM、EDS以及XRD对接头界面的微观相组成、元素扩散特征以及新相生长规律进行了探讨,并且采用热震试验和四探针法对接头分别进行了力学性能和电传输性能的测试。结果表明,合成的Mg_2Si纯度高,高温热膨胀性能稳定;Ni层能有效阻隔界面元素扩散,与Mg_2Si实现良好的冶金结合,连接界面新相层的生成次序依次为Mg_2Si Ni3和Mg2Ni。Cu/Ni/Mg_2Si具有较好的热膨胀匹配性能,连接界面在持续60次的热震循环后依然保持完整。随着时效时间延长,界面扩散层增厚,接触电阻有所增大,与t~(1/2)具有近线性关系,且700℃下未时效的接头获得最小接触电阻率112μ?·cm~2。  相似文献   
3.
(Bi_2Te_3)_(0.2)(Sb_2Te_3)_(0.8) thermoelectric material was sintered via a field activated and pressure assisted sintering(FAPAS) process.By applying different current intensity(0,60,320 A/cm~2) in the sintering process,the effects of electric current on the microstructure and thermoelectric performance were investigated.This demonstrated that the application of electric current in the sintering process could significantly improve the uniformity and density of(Bi_2Te_3)_(0.2)(Sb_2Te_3)_(0.8) samples.Whe...  相似文献   
4.
采用MA-FAPAS工艺,借助中间层TiAl的燃烧反应放热,原位合成了梯度金属陶瓷(TiC)pNi和金属间化合物TiAl,并同步完成了(TiC)pNi/TiAl/Ti的扩散连接,研究了在外加温度场、电场和应力场耦合作用下连接结构的形成机制。利用FE-SEM、TEM和XRD等手段对各层及连接界面的微观结构和相组成,以及电场作用下各连接界面元素扩散特征进行分析;采用显微硬度压痕法对连接界面的韧性进行分析;采用剪切法、冷淬法和有限元法对界面结合强度和残余应力分布进行分析计算。结果表明,各燃烧层均发生充分反应并形成了良好的冶金结合,连接界面处存在强烈的元素交互扩散;连接界面具有较强的抗剥离和抗剪切强度,(TiC)PNi/TiAl界面为接头的薄弱环节。  相似文献   
5.
以乙二醇(EG)为溶剂,采用柠檬酸溶胶-凝胶法成功制备了晶粒细化的Ca3Co4O9+δ粉体,结合SPS烧结技术烧结成陶瓷块体,分析了晶粒尺寸对Ca3Co4O9+δ电学性能的影响。研究发现,以EG为溶剂能有效降低晶粒尺寸,XRD和SEM表征结果表明所制备的粉体及块体均为纯相Ca3Co4O9+δ;随着溶剂中EG比例的增加,粉体粒径由1000nm降低至100nm,相应Ca3Co4O9+δ块体的层状晶粒厚度也由1000nm降低至约120nm。电性能测试结果表明,晶粒细化提高了试样的电性能,虽晶粒细化影响了电导率的提高,但Seebeck系数增加,最终试样功率因子增大,当晶粒尺寸为120nm、880K时其功率因子可达299.4×10-6 W/(m·K2)。  相似文献   
6.
碲(Te)是一种良好的单质热电(TE)材料,具有很高的Seebeck系数和载流子迁移率,以及非常低的热导率。本工作采用热压法制备了Te以及Sb掺杂的Te多晶,采用垂直布里奇曼下降法制备了Te晶体,并对得到的晶体进行热电性能测试研究。结果表明:Te具有高的Seebeck系数以及电导率,Sb掺杂有效提高了Te的热电性能,由布里奇曼法制备的Te晶体的电导率表现出明显的各向异性。这主要归因于Te具有简并的能带、阶梯状的态密度分布和超大的声子散射相。然而这些有益于热电传输的特征又都源自于Te晶格中的孤对电子。本工作展示了孤对电子与各热电传输性能之间的联系,为热电参数解耦提供了一种新的方法,同时也为寻找优异的热电材料提供了思路。  相似文献   
7.
采用电场激活扩散连接技术(FADB)实现了AZ31B/Cu的扩散连接.利用SEM、EDS和TEM分析了扩散溶解层的显微组织、相组成和界面元素分布.采用万能试验机对连接界面的抗剪切性能进行了测试.结果表明:AZ31B与Cu通过固相扩散形成了良好的冶金结合界面,扩散温度低于475℃时扩散溶解层由MgCu2、Mg2Cu和MgCuAl组成,此时接头的薄弱环节为Mg2Cu.扩散温度为500℃时扩散溶解层由Mg2Cu、(α-Mg+ Mg2Cu)共晶组织和MgCuAl组成,共晶组织的形成导致接头的抗剪强度进一步降低,并成为新的薄弱环节.当扩散温度为450℃,保温时间为30min时,界面的抗剪强度随保温时间的延长先增大后减小,最大可达40.23MPa.  相似文献   
8.
利用溶液法混合粉体并通过电场激活压力辅助烧结(FAPAS)方法制备了不同硅纳米线含量的Mg_2Si基复合热电材料,研究了硅纳米线的掺入及含量对基体材料热电性能的影响。结果表明:硅纳米线掺入后材料电导率大幅降低,塞贝克系数基本不变,热导率小幅降低。随着硅纳米线掺量增加,材料电导率降低,塞贝克系数稍有提高,热导率有升高趋势。硅纳米线掺量为0.1at%的样品在800 K时ZT值达到最高值0.5。  相似文献   
9.
采用Mg H2代替单质Mg粉与Sn粉进行固相反应制备Mg2Sn基热电材料,有效地避免了Mg单质的挥发和氧化。在300~750 K的温度区间内对其热电性能进行了测试、分析,并与文献中报道的Mg2Sn热电性能进行了对比。结果表明,所有试样在整个测温区间均显示出n型掺杂,并且随着温度的升高,呈现逐渐向p型转变的变化趋势。掺杂Y后Mg2Sn试样的Seebeck系数有所提高,综合电性能比文献报道提高了40%,并且在350 K时获得最大的ZT值(0.033),是文献报道的Mg2Sn的ZT值(0.013)的近3倍。  相似文献   
10.
本试验采用电场激活扩散连接技术(FADB)实现了Ti/Ni的扩散连接。研究了Ti/Ni两种材料发生界面扩散反应时新相的生成规律及其对连接强度的影响。利用扫描电子显微镜及能谱仪观察和分析了扩散层的显微组织、相组成和界面元素分布。采用万能试验机对扩散层的抗剪切性能进行了测试。研究结果表明,在电场作用下,Ti与Ni通过固相扩散形成了良好的冶金结合界面,界面处金属间化合物的生成次序依次为Ni3Ti、Ni Ti2、Ni Ti。当扩散温度≥750℃时,Ti表现出超塑性和良好的扩散性,促使扩散层中的Ni3Ti转变成富钛层,该富钛层的形成有利于接头强度的提高。界面的剪切强度随着电流的增大而增大,当电流为930~1200 A时,界面的剪切强度可达90.54 MPa。  相似文献   
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