一种新的热电变换材料--CsBi4Te6

美国密执安州大学的研究人员新近开发成功一种新的铯 铋 碲系热电变换材料 ,它是一种能达到低至- 10 0℃的致冷材料 ,从前的热电材料只能使致冷元件达到 - 50℃的最低温度。因此 ,这种新材料能够进一步改善激光二极管、红外检测器以及其它在低温下工作的电子器件的性能。热电材料具有高的导电性和低的热传导性 ,当前最好的材料是铋 锑 碲 硒半导体材料。新材料的化学式是ＣｓＢｉ4 Ｔｅ6 ,具有层状各向异性结构 ,是由Ｂｉ4 Ｔｅ6 阴离子层与Ｃｓ阳离子层交替地组合而成。 (国　文译自《ＡｄｖＭａｔｅｒ＆Ｐｒｏｃ》 ,2 0 0 0 ,157(4 )…     

热电材料

实用的热电材料,包括低温用热电材料,其典型材料是Ｂｉ２Ｔｅ３系化合物及其固溶体,已广泛用于各种电子器件的冷却与精密恒温控制等方面。中温用的典型热电材料是ＰｂＴｅ化合物,含ＧｅＴｅ约８０％（ｍｏｌ）的ＡｇＳｂＴｅ－ＧｅＴｅ系多元化合物（称作ＴＡＧＳ）是中温区性能优良的热电材料,已作为宇航用电源使用．高温用热电材料的典型合金是Ｓｉ－Ｇｅ。作为耐热耐氧化性热电材料,最熟悉的有ＣｒＳｉ２、ＭｕＳｉ１．７３、ＦｅＳｉ２和ＣｏＳｉ合金、正在开发中的中温用热电材料,有ＩｒＳｂ３、ＦｅＳｂ３、ＣｏＳｂ３等,还有…     

热电变换功能材料

文中讲述了热电效应的物理意义。很久以来热电变换材料就在人们日常生活中发挥了重要作用,随着石化燃料资源的日益枯竭,人们对热电变换功能材料开始重视起来。文章探讨了有关这类材料的研究开发动向,并展望了未来的发展前景。传统的热电变换材料有Ｂｉ２Ｔｅ３系、ＰｂＴｅ系、β－ＦｅＳｉ２系、ＳｉＧｅ系、过渡金属硅化物系等。新型材料有稀土类氧族元素化合物、Ｚｎ４Ｓｂ３系、硼化物系等,还有Ｎａ０．５　ＣｏＯ２、多孔Ｙ２Ｏ３等氧化物系热电变换功能材料。热电变换功能材料     

具有巨磁热效应的GdSiGe系磁致冷新材料的介绍

较详细地介绍了美国依阿华州立大学Ａｍｅｓ实验室的一项重大发现。该实验室的Ｐｅｃｈａｒｓｋｙ和Ｇｓｃｈｎｅｉｄｎｅｒ两位科学家近期发现具有巨磁热效应的ＧｄＳｉＧｅ系磁致冷材料。该系合金在３０－３００Ｋ之间相变点可调,且其磁嘛炎对应温区已研究出的最好材料的２－１０倍;在室温附近Ｇｄ５Ｓｉ２Ｇｅ２的磁热效应是至今所发现的最好这曙磁致冷材料金属轧的两倍,这预示着可能引起制冷行业的一场变革。     

用涂层法在银基板上制备Bi-2212超导膜

铋系超导体容易制成二维性平板状材料 ,所以在平板上烧结也容易制得晶轴完善的多晶体材料。Ｂｉ2 Ｓｒ2 ＣａＣｕ2 Ｏｘ 系 (Ｂｉ 2 2 12 )超导材料利用部分熔融法 ,由于显著改善了Ｃ轴取向的晶间结合 ,故可获得很高的临界电流密度 (Ｊｃ)。因此 ,涂镀法作为部分熔融法之中的一个典型例子已被人们所关注 ,热浸镀制作的Ｂｉ 2 2 12线材在磁场下可获得高达 10 3Ａ/ｍｍ2 (4 2Ｋ ,30Ｔ)的Ｊｃ,进一步采取预退火和中间辊轧处理 (ＰＡＩＲ法 )则可获得 5 0× 10 3 Ａ/ｍｍ2 (4 2Ｋ ,10Ｔ)以上的Ｊｃ 值。Ｂｉ 2 2 12超导体除制作线材以外 ,还可…     

Si基笼合物热电材料在退火过程中化学成分的变化

由热电材料构成的热电模块可在传导废热的同时吸收废热将其转化为电能。本文介绍Si基笼型热电化合物的电弧熔化合成及高温退火过程。退火后,笼合物Ba_8Au_6Si_(40)及Ba_8Cu_8Si_(38)中化合物种类及元素含量均发生变化,因此热电性能得到优化。     

机械合金化-脉冲通电烧结法制备梯度Mg_2Si-FeSi_2热电材料

热电材料的电、热特性的一部分可通过载流子浓度来控制，但是晶格的热传导几乎不受载流子浓度的影响。从晶格热传导降低的观点出发，可以认为往晶格内引入大的应力可能是提高热电特性的一种有效手段。作为往晶格内引入应变的技术，认为机械合金化方法是比较方便实用的。因此，日本名古屋工业技术研究所研究了最受关注的一种热电材料-Ｍｇ２Ｓｉ，通过机械合金化使组织细化，引入应变进行复合化，从而提高性能。此次研究采用镁粉（９９％Ｍｇ）、铁粉（９９．８５％Ｆｅ）和硅粉（９９．５％Ｓｉ）为原料，通过机械合金化合成Ｍｇ２Ｓｉ－ｘ…     

磁致冷材料研究进展

介绍了磁致冷材料磁热效应的表征方法，概述了国内外各温度区间磁致冷材料的研究进展。在20K以下温区，磁致冷材料研究主要集中在具有高导热率、低点阵热容和极低有序化温度的石榴石，如Gd3Ga5O12(GGG)，Dy3Al5O12(DAG)，Gd3Ga5-xFexO12(GGIG)及Er基磁致冷材料；20K～77K温度区间，磁致冷材料研究主要集中在重稀土金属间化合物中，如(Dy1-xErx)Al2复合材料等；在室温附近，具有大磁热效应的磁致冷材料以稀土Gd，Gd5(SixGe1-x)4(0≤x≤0．5)和MnFeP1-xAsx(0．15≤x≤0．66)合金为代表，特别是Gd5Si2Ge2(Tc=274K)和MnFeP0.45As0.55(Tc=300K)合金，在磁场5T下具有巨磁热效应，是Gd的2倍以上。总结了各温度区间磁致冷材料的选择依据。重点评述了室温磁致冷材料的最新研究成果，展望了室温磁致冷材料的发展前景。     

高性能热电变换材料

随着能源和环境问题的日益突出，近年来人们对热电变换材料的开发和利用日益重视起来。热电变换材料是一类利用塞贝充（Seebeck）效应和佩尔蒂埃（Pefter）效应等而将热能和电能互相转换的材料，其特长在于没有机械可动部分，运行安静，小型轻便，清洁无环境污染，可将低级（热）能转换成为高级（电）能等。热电变换材料的性能可利用性能指数Z一S...尸X。）来表示，式中S为塞贝克系数、p是电阻率、。是传热系数。Z越大则作为热电材料的性能越好，因此，要求塞贝克系数大而电阻率和传热系数越小越好。当前人们所熟知的热电变换材料，有B…     

固相反应合成的CeyFexCo4-xSb12热电转换材料

具有ＣｏＡｓ3型(Ｓｋｕｔｔｅｒｕｄｉｔｅ)构造的ＣｏＳｂ3系化合物,因其载流子迁移率高并具有很高的导电性和较高的塞贝克(温差电动势)系数,所以是一种有可能成为实用的热电材料。因此,利用固相反应法合成ＣｅｙＦｅｘＣｏ4ｘＳｂ12热电材料,研究了该化合物的电性质和热性质。所用原始材料为钴(纯度99.99%),铁(99.99%),锑(99.999%)和ＣｅＣｌ3·6Ｈ2Ｏ(99.9%),按欲制备的化合物成分称量原料,经过混合后制成团块。在氩气 7%氢气混合气氛中于923～1123Ｋ历时172.8ｋｓ完成固相反应。将所获得的粉末产物用ＨＣｌ ＨＮＯ3混合酸加以处理去除(…     

Finemet型合金的磁性能

近年来开发的加Ｃｕ和Ｎｂ的Ｆｅ Ｓｉ Ｂ非晶合金软磁材料已获得了广泛重视 ,Ｆｅ73 5Ｃｕ1Ｎｂ3Ｓｉ13 5Ｂ9通过热处理得到的纳米晶合金即著名的Ｆｉｎｅｍｅｔ具有优异的软磁性能 ,它是由纳米晶Ｆｅ Ｓｉ和残余非晶基体两相所组成 ,Ｆｅ Ｓｉ晶粒的数量和成分取决于热处理。为了更好的理解Ｆｉｎｅｍｅｔ在高温下的磁特性 ,研究了Ｆｅ10 0 -ｘＳｉｘ(ｘ =12 1,13 8,2 0 )快速冷凝试样的饱和磁致伸缩λｓ 、饱和磁化强度Ｊｓ和矫顽力Ｈｃ对于温度的依赖关系 ,并进一步研究了Ｆｅ73 5Ｃｕ1Ｎｂ3Ｓｉ13 5Ｂ9和Ｆｅ73 5Ｃｕ1Ｎｂ3Ｓｉ16 …     

标准热电极与绝对热电标

讨论了标准热电极在热电偶材料研制、生产和标准化中的作用。介绍了高、低温域常用的标准热电极材料,绝对热电标的建立和发展,以及在研究金属与合金热电性中的应用。自1821年 Seebeck 发现金属中的热电效应以来,人们对热电效应的研究产生了极大的兴趣。特别是1886年 Le Chatelier 研制成实用的铂铑—铂热电偶高温计后,对金属的热电性能的研究不仅在学术界,而且在工程技术中也受到人们广泛的重视。经过整整一个世纪的发展,从液氦温度到3000℃的高温域,热电偶温度计已成为科研、生产和工程技术中最重要的测温手段之一,制造热电偶用的材料也发展成为一类重要的特殊金属材料。长期以来,国内外投入了不少人力物力,从金属的热电性理论、材料到热电偶温度计的应用,进行深入研究和开发。其中,有两个带有基本意义的重要问题值得重视,即标准热电极和绝对热电标。     

室温磁致冷材料成型研究

本文讨论了磁致冷材料在磁致冷机中的使用，针对室温磁致冷材料要与换热流体进行快速、充分的热交换和现阶段开发研究的一些具有巨磁热效应的室温磁致冷材料多为金属间化合物的特点，分析比较了目前已有的一些磁致冷材料成型工艺方法的优缺点，介绍了一种新的成型工艺方法。     

加Y和Y2O3对β-FeSi2热电性能的影响

热电发电可直接将热能转变成为电能,是一种颇受青睐的无公害发电方法。这种发电方法即不产生废气、机械振动和噪声,又不需要维护。半导体二硅化铁β-FeSi2原料来源丰富、抗氧化性好且无毒性,是一种在高温(直到1200K)范围很有实用价值的热电材料,但它的热电性能尚须改进。为了改进8-FeSi2的热电性能,提高电阻率、热电动势系数以及减小导热率都是很重要的。     

纳米硅热电材料

<正>同典型的Bi2Te3、PbTe等热电材料比较,Si是轻元素,在地壳中储量极为丰富,而且无毒性,是环境和谐元素。因此,若能开发出含Si的热电材料,则将成为不含稀有元素的低价无毒的热电材料。日本大阪大学大石佑治概括了纳米硅室温下热导率同热电优值的关系,表明纳米硅的优良热电性能主要取决于热导率     

开发可控吸氢的高效磁致冷材料

传统的氟利昂致冷方法由于对环境的破坏成为世界性的问题 ,目前作为磁致冷技术作为新的致冷方法成为人们关注的热点。上世纪 30年代发现磁体有冷却作用 ,但在 1K以下的极低温区 ,最近随着对磁冷冻循环的研究及其材料的开发 ,已实现了至室温区域的冷冻。世界很多国家制出磁冷冻样机。2 0 0 0年已有室温下采用永磁体控制其磁场的小型高能效冷冻机报告。由此要求开发出不同温度区域 ,使弱磁场下的大冷冻能力的高效冷冻工质。最近日本东北大学开发出 184～ 330K范围具有大冷冻能力的La(FexSi1-x) 13化合物及其吸氢化合物La(FexSi1-x) 13Hy。…     

具有良好抗热松弛性的铜镍合金

瑞士的Ｄｏｒｎａｃｈ金属公司开发成功了两种电阻率小而且抗热松弛性良好的高强度可硬化铜镍合金 ,这种铜镍合金是电子设备适用的良好材料。厚度≤ 0 2ｍｍ的ＣｕＮｉ1Ｐ合金带材 ,屈服强度为 72 0ＭＰａ ,导电率可达ＩＡＣＳ(国际标准退火铜 )的 6 0 % (3 4 8ＭＳ/ｍ)的水平 ,抗热松弛性优于大多数传统合金 ,特别是在高温范围内性能更好。ＣｕＮｉ3Ｓｉ合金 0 2ｍｍ带材 ,屈服强度为 80 0ＭＰａ ,导电率为ＩＡＣＳ的 2 8% (16 5ＭＳ/ｍ) ,抗热松弛性优越于磷青铜 (电子设备用的标准材料 )。这两种合金都是电子设备用的先进材料。 (国　…     

热电材料的研发

热电发电及材料市场2017年将达到200亿日元日本产业技术综合研究所三上韦占史主任研究员指出,由于热电发电转换效率低,投入能量多,获得电力少,显示不出投资效果。最近正在开发热电转换效率高的热电模块,可获得较多电力,降低发电成本,有可能加快引入热电发电装置,使至今废弃于大气中的燃烧炉、工厂、汽车等小规模分散的低品位废热转换为电能。     

单晶和多晶硒化锡的热电性能差异（英文）

硒化锡材料因为其优良的热电优值(ZT)性能,有巨大的热发电应用潜力。对比了单晶和多晶硒化锡在热力学和电输运性能方面的差异。其中,单晶样品是通过布里奇曼法合成的,多晶样品则是通过熔融、粉碎和放电等离子烧结(SPS)技术合成的。热电性能的测量是通过四探针法和激光闪射法完成的。结果表明:单晶样品的功率因子是多晶的2倍,而热导率也是多晶样品的3倍左右,这直接导致了单晶和多晶的最高ZT值差异不大。单晶硒化锡在823 K处取得最高热电优值(ZT)为0.65,而多晶则是在923K取得最高ZT为0.5。     

热透波材料技术研究进展

热透波材料技术是高超声速飞行器实现通讯与精确导航的关键技术,文章从热透波材料体系、热透波材料热电行为和高温电性能测试技术等方面对热透波材料及其相关技术的发展现状进行了简要介绍。在材料体系方面,石英陶瓷及二氧化硅基复合材料是目前应用的主要材料品种,多孔氮化物陶瓷及陶瓷基复合材料是未来发展的重要方向。在热电行为研究方面,对典型氧化物、氮化物、氮氧化物材料热电行为规律及杂质离子对材料热电行为的影响等方面的研究获得重要进展,并获得试验验证。在高温电性能测试方面,近年来突破了1600℃高温宽频测试关键技术,并获得了氧化硅熔融态介电性能实测数据,国外和国内已实现8MW／m^2热透波实时测试。