硼掺杂球磨SiGe合金的热电性能

SiGe合金热电材料作为一种传统的高温热电材料一直以来受到广泛关注。本研究通过B在球磨SiGe合金中的P型掺杂,有效增加了材料的载流子浓度,优化材料的电学性能。通过球磨降低材料的晶粒尺寸,增强晶界对声子的散射,降低材料的晶格热导率。另外,B掺杂使点缺陷散射和载流子-声子散射得到增强,材料的晶格热导率进一步降低。在室温时,Si_(0.8)Ge_(0.2)B_(0.04)的晶格热导率为~4Wm~(-1) K~(-1)。由于掺杂后电导率提高,热导率降低,因此热电优值zT得到了提高。在850K时,Si_(0.8)Ge_(0.2)B_(0.04)的最大热电优值为0.42,与Si_(0.8)Ge_(0.2)B_(0.002)的样品相比,其优值提高了2.5倍左右。     

P型Si80Ge20B0.6-SiC纳米复合材料的微观结构与热电性能研究

采用感应熔炼、球磨与放电等离子烧结的方法制备了SiC第二相均匀分布的Si₈₀Ge₂₀B_0.6-SiC纳米复合热电材料。系统研究了细化Si₈₀Ge₂₀B_0.6晶粒尺寸与复合SiC纳米颗粒对材料热电性能的影响。球磨导致的Si₈₀Ge₂₀B_0.6晶粒尺寸的降低显著增加了材料的晶界数量, 进而增强了晶界对中长波声子的散射, 能够有效降低材料的晶格热导。Si₈₀Ge₂₀B_0.6基体中均匀分布的纳米SiC颗粒提供了额外的散射中心和界面,可进一步增强声子散射,降低材料的晶格热导。在纳米结构化与SiC纳米复合的共同作用下, 材料在1000 K 时热电优值ZT达到了0.62, 较基体提高了17%。证明纳米结构化与纳米复合方法能够共同作用于硅锗合金, 提高其热电性能。     

熔体缓冷制备Pb9.6SbmTe3Se7合金及其热电性能

采用真空封管熔炼缓冷和热压法制备Pb9.6SbmTe3Se7合金样品(m=0.15,0.2,0.25,0.267,0.3,0.35,0.4),研究Sb的掺杂量对热电性能的影响。结果显示,除m=0.4的样品由于Sb含量过多呈金属特性外,随着Sb含量的增加,载流子迁移率降低,电导率减小,热导率呈减小趋势,且都明显低于PbTe的热导率。HRTEM显示样品中广泛存在着不同形貌的纳米微区,增加了声子散射,有效降低热导,提高热电优值。其中Pb9.6Sb0.3Te3Se7样品在677K时ZT达到的1.14,与目前可复现的n型掺杂PbTe基材料的最大ZT值相比,增长近50%。     

纳米氧化钇稳定氧化锆/钛酸锶复合热电材料的热导率研究

通过添加纳米尺度的低热导率添加剂YSZ,形成钛酸锶复合热电材料,研究发现,虽然电子热导率有明显提高,但声子热导率降低得更加明显,进而导致总热导率显著下降。声子热导率的降低主要是因为纳米YSZ在钛酸锶体材料中弥散分布,声子在纳米YSZ与钛酸锶界面处被大量散射,导致声子平均自由程明显降低,进而导致声子热导率明显降低。     

P型Si_(80)Ge_(20)B_(0.6)-SiC纳米复合材料的微观结构与热电性能研究（英文）

采用感应熔炼、球磨与放电等离子烧结的方法制备了SiC第二相均匀分布的Si_(80)Ge_(20)B_(0.6)-SiC纳米复合热电材料。系统研究了细化Si_(80)Ge_(20)B_(0.6)晶粒尺寸与复合SiC纳米颗粒对材料热电性能的影响。球磨导致的Si_(80)Ge_(20)B_(0.6)晶粒尺寸的降低显著增加了材料的晶界数量,进而增强了晶界对中长波声子的散射,能够有效降低材料的晶格热导。Si_(80)Ge_(20)B_(0.6)基体中均匀分布的纳米SiC颗粒提供了额外的散射中心和界面,可进一步增强声子散射,降低材料的晶格热导。在纳米结构化与SiC纳米复合的共同作用下,材料在1000 K时热电优值ZT达到了0.62,较基体提高了17%。证明纳米结构化与纳米复合方法能够共同作用于硅锗合金,提高其热电性能。     

纳米结构热电材料及其在温差电池上的应用

热电材料微观组织结构的纳米化有利于增强对声子的散射,降低材料热导率,从而提高热电材料的性能.采用水热合成方法制备了包含纳米管、纳米线等形态的Bi2Te3基纳米结构粉末.采用真空热压方法制备了含纳米结构粉末的Bi2Te3基纳米复合热电材料.实验结果表明,纳米复合热电材料具有高电导、低热导的优良性能特征.最大无量纲热电优值达到1.3左右,比同类区熔材料提高15%左右.模拟计算表明,用纳米复合材料制备的温差电池的单位面积最大输出功率为1100W·m-2,热电转换效率在8%以上,在余热发电应用领域具有实际应用经济价值.     

B掺杂Si80Ge20合金的快速制备及热电性能

采用电弧熔炼、快速球磨结合放电等离子烧结快速制备了单相Si80Ge20Bx(x=0.5、1、1.5、2)热电材料,对烧结后试样进行了物相结构分析和热电性能表征.结果表明,B的引入导致样品载流子浓度增加,电导率随着B掺量增加而大幅增加,而Seebeck系数反之下降.B的固溶增加试样中点缺陷浓度而导致声子散射增加,热导率下...     

Ge掺杂MnTe材料的热电输运性能

MnTe作为一种新型的无铅p型热电材料, 在中温区热电领域具有广阔的应用前景, 但其本身的热电性能不足以与高性能n型热电材料相匹配。本研究通过真空熔炼-淬火和放电等离子烧结的方法制备不同Ge掺杂量的致密且均匀的Mn_1.06-xGe_xTe(x=0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04)多晶块体样品。过量的Mn可以有效抑制MnTe₂相, 提高基体相的热电性能。通过掺杂4%Ge粉末, 材料的载流子浓度提高到7.328×10¹⁸ cm^-3, 电导率在873 K增大到7×10³ S∙cm^-1, 功率因子提升至620 μW∙m^-1∙K^-2。同时, 通过点缺陷增强声子散射使材料的热导率降低到0.62 W∙m^-1∙K^-1, 实现了对材料电声输运性能的有效调控。Mn_1.02Ge_0.04Te在873 K获得了0.86的热电优值ZT, 较纯MnTe材料提高了43%。     

钙取代对Mg_2Si基热电材料性能的影响

采用固相反应和真空热压法,以CaSi2、Mg、Si为原料制备Ca取代的Mg2Si基热电材料,研究了钙取代对Mg2Si热电性能的影响。XRD结果表明Ca取代Mg2Si材料成相良好,测量了样品的电导率、Seebeck系数及热导率。由于Ca和Mg电负性、离子半径的不同,Ca对Mg位的替代对声子形成散射,降低了材料热导率,提高了其热电性能。     

热电材料中的晶格热导率

随着可再生能源及能源转换技术的快速发展, 热电材料在发电及制冷领域的应用前景受到越来越广泛的关注。发展具有高热电优值材料的重要性日益突出, 如何获得低晶格热导率是热电材料的研究重点之一。本文阐述了热容、声速及弛豫时间对晶格热导率的影响, 介绍了本征低热导率热电材料所具有的典型特征, 如强非谐性、弱化学键、本征共振散射及复杂晶胞结构等, 并分析了通过多尺度声子散射降低已有热电材料晶格热导率的方法, 其中包括点缺陷散射、位错散射、晶界散射、共振散射、电声散射等多种散射机制。此外, 总结了几种预测材料最小晶格热导率的理论模型, 对快速筛选具有低晶格热导率的热电材料具有一定的理论指导意义。最后, 展望了如何获得低热导率热电材料的有效途径。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。