Co4Sb12-xSex的高温高压合成及电学输运性能研究

利用高压(2～5GPa)固相反应法合成了单相的方钴矿多晶体化合物Co4Sb12-xSex(0≤x≤1.2).室温下对其电阻率(ρ),Seebeck系数(S)以及微观形貌(SEM)进行了测试分析.结果表明,高压固相反应法合成的样品Co4Sb12-xSex具有细小的晶粒和大量的晶界,晶粒直径处于微纳米级.样品的Seebeck系数绝对值随Se置换浓度(x)而增大,电阻率随Se置换浓度x的升高而显著增大.在合成压强为4.25GPa时,样品Co4Sb10.8Se1.2具有绝对值最大的Seebeck系数501.59μV/K,Co4Sb11.9Se0.1获得最大的功率因子值为3.77μW/cm·K2.     

高压合成纳米晶Bi0．85Sb0．15的低温热电性能

通过机械合金化法获得Bi0．85Sb0．15纳米晶粉末材料,在常温下冷压成型并分别在不同温度下进行高压处理,制备出块状样品．X-ray衍射实验证实已形成了Bi0.85Sb0．15单相合金．测量了样品在80～300 K温区的Seebeck系数和电导率,计算出材料的功率因子与温度的关系．在523 K 6 GPa下压制30 min的样品,其Seebeck系数在150 K达到-173μV／K,比同温度下单晶材料样品的Seebeck高大约60％,功率因子在200 K达到3．27×10^-3W／m·K2,表明高压处理可以有效改善材料热电性能．高分辨电镜分析发现材料中存在均匀分布的小于5 nm的“纳米点”,“纳米点”的存在导致材料Seebeck系数在低温显著提高．     

高压合成纳米晶Bi0.85Sb0.15的低温热电性

通过机械合金化法获得Bi0.85Sb0.15纳米晶粉末材料,在常温下冷压成型并分别在不同温度下进行高压处理,制备出块状样品.X-ray衍射实验证实已形成了Bi0.85Sb0.15单相合金.测量了样品在80～300 K温区的Seebeck系数和电导率,计算出材料的功率因子与温度的关系.在523 K 6 GPa下压制30 min的样品,其Seebeck系数在150 K达到-173μV/K,比同温度下单晶材料样品的Seebeck高大约60%,功率因子在200 K达到3.27×10-3 W/m·K2,表明高压处理可以有效改善材料热电性能.高分辨电镜分析发现材料中存在均匀分布的小于5 nm的"纳米点","纳米点"的存在导致材料Seebeck系数在低温显著提高.     

Ba填充方钴矿化合物的高压合成及热电性能

利用高压固相反应方法成功合成了Ba填充型方钴矿化合物BaxCo4Sb12(0.2≤x≤0.8),并探讨了Ba填充及合成压强对化合物电学性能的影响.采用XRD和SEM确定了相组成和晶体形貌,并在室温下测试了材料的电阻率及Seebeck系数.实验结果表明:高压可有助于提高Ba在CoSb3中的填充含量;化合物BaxCo4Sb12的晶粒直径处于微纳米级而且样品中含有大量的微气孔;在合成压强为4.25GPa时,样品BaCoSb获得最高的功率因子13.19μW/(cm.K2).     

压力对CoSb_(2.750)Te_xGe_(0.250-x) n型方钴矿化合物的电输运性能的影响

采用高温高压方法,在900K的温度条件下,成功合成出CoSb2.750 TexGe0.250-x(x=0.125,0.175,0.200)n型方钴矿化合物,并考察了不同的压力对其电输运性能的影响规律。室温下对样品的电阻率(ρ),Seebeck系数(S)进行了测试分析。电学性能测试表明,方钴矿CoSb2.750 TexGe0.250-x化合物的导电类型为n型,电阻率和Seebeck系数的绝对值随着压力的升高而增加,随着Te掺杂量的增加而降低。功率因子随合成压力增大而降低,随Te掺杂量的增加而升高。CoSb2.750Te0.200Ge0.050在2GPa时具有最大的功率因子为7.59μW/(cm.K2)。     

PbI2掺杂对高温高压合成PbTe1.04合金电学性质的影响

通过高温高压方法,成功地合成出了立方相(PbTe1.04)100-y(PbI2)y(0≤y≤ 0.065)体热电材料.在常温常压下,对样品的一系列电学性质进行了测试与研究.结果表明,随着掺杂量的增加,Seebeck系数的绝对值和电阻率均显著地减小.当y=0.015时,热电材料的功率因子达到最大值24.2μW/(cm·K2),它远远大于常压下合成PbTe掺杂PbI2的功率因子.以上结果说明,高温高压结合微量掺杂的方法可以有效地提高PbTe材料的电学输运性能.     

LayFeCo3.0Sb12热电化合物的原位反应合成及热电性能

以Co、Sb、Fe及La为起始原料，采用放电等离子烧结（SPS）技术原位反应合成了填充式方钴矿化合物LayFeCo3.0Sb12（Y=0～0．4）。实验结果表明，在Y=0～0．3组成范围内，P型传导的LayFeCo3.0Sb12化合物为试样中的主晶相，并伴有极少量的Sb相；当Fe含量固定为1．0时，La的饱和填充分数达到0．3。在填充分数小于最大填充分数时，填充化合物的晶格常数随La填充分数的增加而增加。LayFeCo3.0Sb12化合物的电导率和热导率随着La填充量的增加而降低，Seebeck系数随着La填充量的增加而增加，功率因子随温度升高而升高。填充分数为0．3时，LayFeCo3.0Sb12化合物有较高的热电性能，其中在773K时具有最大的热电优值（ZT值）0．56。     

PEDOT∶PSS及其纳米复合材料热电性质的研究进展

近年来,随着能源危机的加剧,可以将热能与电能进行直接转换的热电材料得到了广泛的关注。在众多热电材料体系中,有机无机纳米复合热电材料具有独特优势。相比于无机材料,有机材料成本低、质量轻、机械柔韧性好、热导率较低。添加不同类型的添加材料构成纳米复合材料后,额外引入的声子-界面散射能进一步降低热导率,同时有机无机材料能带不匹配引起的载流子筛选效应进一步提升塞贝克(Seebeck)系数。因此,目前大量工作证明有机无机纳米复合热电材料有潜力获得高的热电优值(Figure of merit,ZT),在微型热电制冷器件、柔性可穿戴发电设备、温度传感器等领域均具有光明的应用前景。本文聚焦聚(3, 4-乙烯二氧噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)热电材料及以其为基底构成的纳米复合材料热电性能的研究工作,综述了提升PEDOT∶PSS热电性能的物理方法、化学试剂改性法等。进一步重点讨论了加入不同类型的无机填料的PEDOT∶PSS基纳米复合材料热电性质的研究进展,并揭示了其热电性能提升的内在机制。     

Te掺杂方钴矿CoSb3的溶剂热合成及电学性能

以CoCl2,SbCl3和Te粉为原料,NaBH4为还原剂,用溶剂热方法合成了Te掺杂方钴矿CoSb（3-x）Tex（x=0,0.05,0.1,0.2,0.4）纳米粉末.研究发现,Te含量较高的样品（x≥0.2）有明显的CoTe2等杂相存在.CoSb（3-x）Tex合成粉末的粒径大小在40nm左右,热压后晶粒发生长大,平均晶粒尺寸约为300nm.电学性能测试表明Te掺杂方钴矿CoSb（3-x）Tex的导电类型为n型,Seebeck系数的绝对值随着Te含量的增加而变小,电导率随着Te含量的增加而增大.在测试温度范围内,CoSb（2.8）Te（0.2）具有最高的功率因子,在773K温度下达到2.3×10^-3W·m^-1·K^-2.     

高压高温合成复合氧化物半导体纳米块体材料的结构和电学性质

采用高压高温合成方法制备出锰镍复合氧化物半导体纳米块体材料。用X射线衍射（XRD），高分辨电子显微镜（HTEM）表征纳米块体材料的结构。用恒压源测定室温下电流－电压曲线（零功率）。实验结果表明：纳米固体材料微观结构存在长程有序的晶粒结构与界面无序态的结构。纳米固体材料的电学特性与材料的微观结构有关。     

热处理对Ba2Co0.6Zn1.0Cu0.4Fe12O22（Co2Y）铁氧体磁性能的影响

用化学共沉淀法制备均匀、细小、高活性的Y型平面六角铁氧体前躯体粉体,将前躯体在600-1050℃煅烧后在1000℃烧结,并对烧结样品进行表征,研究了热处理对Ba₂Co_0.6Zn_1.0Cu_0.4Fe₁₂O₂₂（Co₂Y）铁氧体性能的影响。结果表明,前躯体的颗粒粒度分布集中,粒径大小约为3μm。在较低温度（900℃）煅烧的样品能形成纯相Y型平面六角铁氧体;其比饱和磁化强度随着煅烧温度的升高而增大,对应磁环的起始磁导率先降低后增大;在900℃煅烧的样品σ_s≈17.262 A·m²·kg^-1、H_c≈5.146 kA·m^-1,频率为100 MHz,其μ_i≈3.7、Q≈13.4。     

熔炼-退火法制备La_(0.3)Co_(4-x)Ni_xSb_(12)材料及其热电性能

采用熔炼-退火方法制备了La、Ni共掺方钴矿热电材料La0.3Co4-xNixSb12(x=0,0.1,0.5,0.75,1)。研究发现,x≥0.75时,出现NiSb2杂相,这说明当La的填充量为0.3时,Ni的固溶度在0.5到0.75之间。经电学性能测试发现,La0.3Co4-xNixSb12呈n型。随着x值的增大,Seebeck系数绝对值总体呈下降趋势,而电导率和热导率则随着Ni的掺杂量的增加而增加。La0.3Co3.9Ni0.1Sb12功率因子和ZT值分别达到最佳:功率因子σ.α2max=3.97×10-3Wm-1K-2(520K),ZTmax=0.64(773K)。     

Ca和Sm双原子共填充方钴矿化合物的制备及热电性能

用熔融法结合放电等离子快速烧结技术(SPS)制备了单相的Ca和Sm共填充的方钴矿化合物Ca_mSm_nFe_xCo_4-xSb₁₂, 研究了两种原子共填充总量及填充分量对其热电性能的影响规律. 结果表明: 随着Ca和Sm双原子共填充总量的增加, p型Ca_mSm_nFe_xCo_4-xSb₁₂化合物的Seebeck系数增大、电导率和热导率降低. 当共填充总量相近时, Ca原子填充分量较大的方钴矿化合物, 其电性能较好; 而Sm原子填充分量较大的方钴矿化合物, 其热导率较低、Seebeck系数较高. Ca_0.15Sm_0.24Fe_1.51Co_2.48Sb₁₂化合物的最大热电性能指数ZT_max值在775K时为0.85.     

Sol-gel方法制备BiFeO_3/Bi_4Ti_3O_(12)多层薄膜及其电性能

采用溶胶-凝胶方法在FTO/glass底电极上制备了BiFeO3/Bi4Ti3O12和Bi4Ti3O12/BiFeO3多层薄膜。研究了室温下薄膜的结构,铁电性质和介电性质,并将其与纯的BiFeO3薄膜的性质进行了比较。从薄膜的XRD模式中可以观察到共存的BiFeO3相和Bi4Ti3O12相。通过电滞回线测量可以看出,相对于纯的BiFeO3薄膜,BiFeO3/Bi4Ti3O12和Bi4Ti3O12/BiFeO3多层薄膜能够承受更高的测试电场而获得充分极化,从而表现出较强的铁电性,在450kV/cm测试电场下,薄膜的剩余极化强度分别为37μC/cm2和23μC/cm2。     

High-temperature Thermoelectric Properties of Cu-substituted Bi_2Ba_2Co_(2-x)Cu_xO_y Oxides

Cu-substituted Bi2Ba2Co2-xCuxOy(0.0≤x≤0.4) samples were prepared by conventional solid-state reaction method and the effect of Cu substitution on the microstructure and thermoelectric properties were investigated.The partial substitution of Cu for Co in Bi2Ba2Co2-xCuxOy led to an increase in the electrical conductivity because of an increase in the hole concentration and grain size of sintered bodies.In addition,Cu substitution led to an increase in Seebeck coefficients while kept the thermal conductivity unchanged.The highest thermoelectric figure of merit(ZT value) was obtained in x=0.4 sample and the value was 1.5 times as large as that of Cu-free sample at 873 K.     

Preparation and Thermoelectric Properties of Zr_(1-x)Ti_xNiSn_(0.975)Sb_(0.025) Half-Heusler Alloys

Zr1-xTixNiSn0.975Sb0.025 (x=0, 0.15, 0.25, 0.5) half-Heusler thermoelectric materials have been prepared by levitation melt, melt spinning and hot pressing. X-ray diffraction analysis and scanning electron microscopy observation showed that nearly single phase half-Heusler compounds were obtained for the levitation-melted ingots. The effects of Ti substitution and grain refinement by melt spinning have been studied. It is found that both the Ti substitution on the Zr site and the grain refinement can reduce...     

磷酸亚铁锂核壳结构材料的制备和电化学性能

制备热解炭/磷酸亚铁锂和纳米炭纤维/磷酸亚铁锂核壳结构材料,研究了电化学性能,结果表明,热解炭和纳米炭纤维包覆层能有效地降低磷酸亚铁锂材料的电阻率,大大提高材料的充放电容量和循环稳定性,与热解炭相比,纳米炭纤维具有一维结构和优异的力学性能,更适于作为磷酸亚铁锂电极材料的高效导电剂.     

B掺杂TiO2光催化剂的制备和光催化性能

采用溶胶-凝胶法合成了B掺杂的TiO₂光催化剂,并用XRD、SEM、XPS、FT-IR、BET等手段进行了表征。结果表明,掺杂B可抑制TiO₂晶体的长大,对TiO₂表面形貌没有显著的影响,B-TiO₂催化剂的比表面积随着B离子掺杂量的提高而增大;B离子主要进入晶格间隙并与TiO₂晶体形成固溶体,以B-O-Ti结构存在。B掺杂量（质量分数）为3%时,制备出的TiO₂光催化剂对甲基橙的降解效果最好。N₂吸附-脱附结果表明,3%B-TiO₂的BET比面积为127.84 m²/g、平均孔径为10.53 nm。     

Pr3+掺杂对SrAl2O4:Eu2+、Dy3+磷光体发光性能的影响

用燃烧法制备Pr~(3+)掺杂的SrAl_2O_4:Eu~(2+)、Dy~(3+)长余辉发光粉体,研究了Pr~(3+)掺杂对其发光性能的影响。结果表明,合成的单相SrAl_2O_4样品具有单斜晶系结构,荧光发射光谱是连续宽带谱,峰位于515 nm,激发光谱是峰值在320 nm和360 nm的连续宽带谱。掺杂Pr~(3+)对形成晶粒尺寸均匀的固溶体有一定的促进作用,使其余辉初始亮度为不掺杂时的3倍。