掺Sr对Bi_2Ca_2Co_2O_y热电材料性能的影响

用固相反应法合成Bi_2Ca_(2-x)Sr_xCo_2O_y热电材料粉体,通过冷压烧结制备块体试样,采用DX-2500型X线衍射仪分析材料的物相,利用LFA-457、ZEM-3测量材料从室温到973 K的热电性能,研究掺Sr对样品物相组成与热电性能的影响。结果表明,掺Sr后Seebeck系数没有显著变化,但降低了材料的热导率和电阻率,从而提高了材料的功率因子和热电优值ZT值,改善了材料的热电性能。     

Mg掺杂对CuRh2-2xMg2xO4陶瓷热电性能的影响

采用固相烧结和放电等离子烧结(SPS)法制备CuRh_(2-2x)Mg_(2x)O_4样品,研究不同Mg含量对CuRh_(2-2x)Mg_(2x)O_4热电材料物相组成,晶粒尺寸和热电性能的影响.通过对样品进行XRD,断口形貌SEM,热导率及Seebeck-电阻率进行测试分析,检测结果表明:Mg掺杂后CuRh_(2-2x)Mg_(2x)O_4X射线衍射峰的峰位较CuRh_2O_4标准PDF卡片整体偏移,晶格常数减小;掺杂后的样品晶粒尺寸减小,Mg的掺入使CuRh_2O_4的热导率下降,并且掺杂量越多,热导率越小;Mg掺杂改善了CuRh_2O_4的电学性能,提高了样品的电导率.当Mg掺杂量x=0.25时,试样CuRh_(1.5)Mg_(0.5)O_4的ZT值取得最大值,在900℃下达到了0.182 28.     

Ca_3Co_(3.9)Cu_(0.1)O_9/Bi_2Ca_2Co_2O_y复合材料的热电性能

采用助溶剂法合成Ca_3Co_(3.9)Cu_(0.1)O_9粉体,与Bi_2O_3混合压制、烧结,制备出Ca_3Co_(3.9)Cu_(0.1)O_9/Bi_2Ca_2Co_2O_y复合材料,通过改变Bi_2O_3的加入量,研究其对复合材料热电性能的影响。结果表明:Bi_2O_3的加入能够提高样品的致密度;随着Bi_2O_3加入量的增加,样品的电阻率明显降低,Seebeck系数变化不大,功率因子显著增大;在973 K的温度下,Ca_3Co_(3.9)Cu_(0.1)O_9(Bi_2O_3)0.2样品具有最大功率因子,达到3.27×10-4Wm-1K-2。     

n型(AgSbTe2)x(PbTe)1-x热电材料的制备和性能

采用熔融缓冷法制备了组成为(AgSbTe2)x(PbTe)1-x(x=0.04—0.20)的热电材料,研究了AgSbTe2固溶量对材料微观结构和热电传输性能的影响。结果表明,当AgSbTe2固溶量增大时,样品易发生相结构偏析,样品由富Pb和富AgSb的两相组成。样品热导率随AgSbTe2固溶量增加而降低,电性能也有一定程度的降低。样品的无量纲热电优值(ZT)随AgSbTe2固溶量的减小而增加。     

Si添加物对Li掺杂的Mg2(Ge,Sn)热电性能的影响

Mg₂(Ge, Sn)固溶体是一种环境友好型的中温(500~800 K)热电材料。目前n型Mg₂(Ge, Sn)热电材料的ZT值已经高达1.4,但p型Mg₂(Ge, Sn)的ZT值仅为0.5。本文在p型Mg_1.92Li_0.08Ge_0.4Sn_0.6中添加了少量Si元素以在材料中形成富Si相,利用其与基体的界面过滤低能载流子、降低热导率。采用两步固相反应、球磨和热压的方法制备Mg_1.92Li_0.08Ge_0.4Sn_0.6-xSi_x (x=0, 0.025, 0.05, 0.075, 0.1)样品,通过测试样品的热电输运参数,分析Si添加物对样品热电输运和性能的影响。结果表明:Si添加物能显著提高基体的功率因子,同时有效降低晶格热导率和电子热导率;最终,Mg_1.92Li_0.08Ge_0.4Sn_0.525Si_0.075的ZT最大值在723 K达到0.75。     

室温热电材料研究进展（英文）

热电材料可直接在电能与热能之间直接转换,其在室温附近的应用广受关注。材料性能可由与效率正相关的热电优值ZT衡量。高ZT值热电材料需同时具有较低的晶格热导率、恰当的载流子浓度、合适的能带结构和理想的微观组织。本文综述了Bi_2Te_3系、α-MgAgSb以及half-Heusler合金等几种高ZT值室温热电材料的最新研究进展,并就未来研究做出展望。Bi_2Te_3基材料是目前为止研究最为广泛的室温热电材料。Bi_2Te_3空间群为R3m,在c轴方向形成以共价结合的Te-Bi-Te-Bi-Te为重叠单元的层状结构,单元与单元之间以范德华力结合。这一晶体结构使得该材料禁带宽度为0.15 eV,价带顶或导带底为6重能谷,从而同时具备了较高的电导率和Seebeck系数。也由于该材料中包含了重元素和弱键合,其晶格热导率比较低。因此,以Bi_2Te_3为基础形成了性能较好的p型(Bi_2Te_3)-(Sb_2Te_3)和n型(Bi_2Te_3)-(Bi_2Se_3)赝二元体系。p型Bi_2Te_3基材料方面,受超晶格材料极低热导率(～0.22 Wm~(-1)K~(-1))的启发,任志锋和陈刚联合课题组率先用简单的球磨加快速热压工艺在p型Bi_(0.4)Sb_(1.6)Te_3块体材料中获得了5～50 nm的晶粒,增强了声子散射,降低了晶格热导率,使ZT峰值达到了1.4。自此以后,多种引入纳米复合物以增强声子散射的研究得以开展。2015年,韩国Kim课题组甚至将Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3晶格热导率降低到了0.33 Wm~(-1)K~(-1),使该材料ZT峰值达到1.86,遗憾的是该结果未能被其他课题组重复。最近有研究表明,这一优异性能并非来源于Kim课题组所称的对中频声子的有效散射,而是忽略了各向异性导致的。另一个有趣的现象是性能优越的p型(Bi_(1-x)Sb_x)_2Te_3材料通常在x=0.75附近出现。以前曾有人认为这是由于此时价带平坦化后有效质量增加的原因,但G.J.Snyder等认为这是由于x=0.75时,第一价带与第二价带重叠,从而增加了参与输运的能带数量输运导致的。数据表明,这一模型与实验结果更吻合。相对于Bi_2Te_3基p型(Bi_2Te_3)-(Sb2Te3)材料,n型(Bi_2Te_3)-(Bi2Se3)材料则性能略低(ZT～1.2)。这主要是因为:该类p型材料可通过调控晶格缺陷来调控载流子浓度,而n型则通常只能通过掺杂来调控;p型材料在Bi/Sb为0.5/1.5时声子散射最强烈,同时还发生能带聚集;p型材料中电导与热导各向同向,而n型则各向异性,使得组织结构纳米化对降低n型材料热导率效果甚微。α-MgAgSb是2014年才进入人们视野的高性能室温热电材料,具有四方晶系结构,兼具低晶格热导率和高功率因子,因而峰值ZT达到1.4。近年来,对该材料结构的深入研究揭示了其晶格热导率低的原因:晶胞体积大、Ag-Sb间的弱键合、高密度Ag空位、Ag~+和Mg~(2+)的迁移引起的横声子模软化、U过程中强烈的非谐作用(大Grüneisen因子)、宽频声子散射等。独特的晶体结构决定了α-MgAgSb独特的能带结构。价带顶附近,其聚集能谷数为8,而导带底附近则为1,因而,仅p型α-MgAgSb热电优值较高。对该材料,通过掺杂提高载流子浓度以优化功率因子是必要的手段。在众多掺杂元素中,Li掺杂效果最好,可使载流子浓度和功率因子分别达到～1.2×1020cm~(-3)和～24μW cm~(-1)K~(-2)。由于其优异的性能和与Ag电极之间的低接触电阻,单臂p型α-MgAgSb器件拥有目前为止室温附近最高的热能-电能测试效率8.5%。Half-Heusler是另一类在热电发电领域极具前景的材料,除了具有较高的热电性能外,该材料稳定性和机械性能还异常好。最近的研究表明,常规材料中占主导作用的电子-声子耦合在该材料中被大幅度抑制是其高功率因子的起源;p型ZrCoSb和n型ZrNiSn功率因子分别可达～30和～50μW cm~(-1)K~(-2),而p型Nb_(0.95)M_(0.05)FeSb(M=Ti,Hf,Zr)更是高达100μW cm~(-1)K~(-2)。然而,由于该类材料热导率很高,使得其室温ZT仅0.3左右。尽管室温热电材料研究取得了明显的进展,但仍需在以下方面进行攻关:降低n型Bi_2Te_3基热电材料热导率使其ZT值可与p型同系材料匹配;寻找可在机械性能、热电性能上与p型α-MgAgSb匹配的n型MgAgSb或类似材料;降低NbF eS b基材料热导率及寻找其n型配对材料。     

AgSbSe2热电材料研究进展

组成元素无毒且储量丰富的AgSbSe₂热电材料因其本身低的热导率使其具有高热电应用潜质,但低电导率导致ZT值低。本文给出了AgSbSe₂热电材料的晶体结构、电子结构及基本物性;综述了近年来提高该材料热电性能的主要策略,如掺杂、空位、复合等;并指出提高载流子迁移率是进一步提高AgSbSe₂热电性能的关键。     

稀土-铜共掺对CaMnO_3热电性能的影响

采用固相反应法制备CaMnO3热电材料,研究Ca位分别掺Pr和Ce,Mn位掺Cu对CaMnO3材料热电性能的影响。结果表明:Pr-Cu共掺和Ce-Cu共掺都没有改变材料的晶体结构,随着掺Cu量的增加,CaMnO3热电材料的Seebeck系数的绝对值、电阻率和热导率都呈现先降低后增加的变化趋势;掺Cu能够适当提高样品的功率因子和ZT值;当掺Pr量摩尔比为0.01,掺Cu量摩尔比为0.05,测试温度为973 K时ZT值达到0.088;当掺Ce量摩尔比为0.05,掺Cu量摩尔比为0.02,测试温度为973 K时ZT值达到0.08。     

Pb掺杂对Bi0.5Sb1.5Te3热电材料性能的影响

采用真空熔炼、高能球磨、冷压成型和气氛烧结工艺制备了Pb掺杂的P型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3块体热电材料.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、热电参数测试系统(Namicro-3)、激光热导仪(LFA-467)和DSC等测试技术,研究了Pb掺杂对Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3热电材料的物相组成、表面形貌和热电性能的影响.结果表明:Pb掺杂能够抑制单质Te的析出及Pb原子取代Bi/Sb原子的位置,产生空穴,载流子浓度增大,电导率升高,Pb原子半径与Bi/Sb原子半径不同,增加晶格畸变,降低热导率,从而有效提高Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3热电材料的综合性能.在300K时,Pb_(0.003)Bi_(0.497)Sb_(1.5)Te_3的电导率为8.35×10~4 S/m,塞贝克系数为179μV/K,热导率为0.716 W/(m·K),热电优值达到1.122.     

NaCo2O4热电材料的Na-位置换研究

介绍了NaCo2O4氧化物热电材料的基本结构与性能特征，重点讨论了NaCo2O4热电材料的研究进展；对NaCo2O4材料的掺杂（掺入Ba,Ca,Na,Ag等）研究和NaCo2O4材料研究中存在的问题进行了评述。     

亚甲基和亚乙基二(二甲基二硫代氨基甲酸酯)的合成及结构表征

通过 X-射线晶体衍射 ,确定了 ( Me2 NCS2 ) 2 CH2 (化合物 I)和Me2 NCS2 CH2 CH2 S2 CNMe2 (化合物 )的晶体和分子结构。 ( M2 NCS2 ) 2 CH2 属于正交晶系 ,空间群为 :Pca2 1 ,晶胞参数为 :a=1 3.80 99( 3) ,b=4.345 3( 1 ) ,c=2 0 .3686( 4 ) ,Z=4。 Me2 NCS2 CH2 CH2 S2 CNMe2 属单斜晶系 ,空间群为 :P2 1/c,晶胞参数为 :a=6.0 69( 7) ,b=7.82 9( 2 ) ,c=1 3.45 5 ( 3) ,β =91 .76( 3)°,Z=2。它们都包含了由硫原子与烷基相连的两个二甲基二硫代氨基甲酸酯基团。在化合物 I中 ,由亚甲基相连的两个二甲基二硫代氨基甲酸酯平面间的二面角是 5 5 .92 ( 2 )°。在化合物 II中 ,原子 S1、C4、C41、S1 1所在平面与二甲基二硫代氨基甲酸酯的原子所在平面间的二面角为 84.4( 2 )°。在两种结构中 ,S2…C4的距离 (分别为 3.0 899( 2 ) ,3.0 966( 3) )比范德华半径 ( 3.5 5 )小很多。范德华力对晶体结构起到稳定作用     

Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2复合溶胶的制备工艺

以Al(NO3)3.9H2O、Si(OC2H5)4、ZrOCl2.8H2O和Ti(OC4H9)4为原料,用sol-gel法通过分步水解得到透明稳定性能好的复合溶胶,并采用XRD和SEM等测试技术对复合溶胶的相组成及其微观形貌进行了表征。实验发现:ZrOCl2.8H2O的预水解溶液的pH<1,用它作为胶溶剂可合成性能好的复合溶胶;若不加硅烷偶联剂,当Al、Si物质的量比n(Al)∶n(Si)<2∶1时,得不到性能稳定的复合溶胶;改变Ti组分的加入量,复合薄膜的主晶相将发生改变。     

Na_2O-SiO_2-ZrO_2-TiO_2系统玻璃耐碱机理的研究

本文采用了分光光度法、原子吸收光谱法及电子探针(EPMA)等手段,对Na_2O-SiO_2-ZrO_2-TiO_2系统玻璃进行了耐碱机理的初步探讨。用相关分析对碱蚀液中ZrO_2、TiO_2、SiO_2等氧化物的碱溶出行为及各氧化物在玻纤表面上的残留行为进行了讨论。     

Thermodynamic study of K_2CrO_4-KAlO_2-KOH-H_2O and Na_2CrO_4-NaAlO_2-NaOH-H_2O systems

Phase diagrams of complex multi-component aqueous chromium salt system are the important theoretical bases for increasing the recovery ratio of chromium and reducing the poisonous waste in the chromate production process. Phase equilibrium of multi-component system has been calculated from the limited known data with thermodynamic models. The phase equilibriums of KOH-K2CrO4-H2O, KOH-KAlO2-H2O, NaOH-Na2CrO4-H2O and NaOH-NaAlO2-H2O systems were calculated with thermodynamic models. The solubilities of Cr and Al was measured in the systems at different temperatures. The results were compared with experimental data and they are consistent with each other. It shows that the lower concentration of KOH (or NaOH) is favorable for the crystallization of KAlO2 (or NaAlO2) and higher concentration of KOH (or NaOH) is favorable for the crystallization of K2CrO4 (Na2CrO4). Therefore, K2CrO4 (or Na2CrO4) can be separated from KAlO2 (or NaAlO2) with controlling the KOH concentration in solutions of KOH-K2CrO4-KAlO2-H2     

K2Ca2Cu(SO4)4·2H2O复盐的合成与表征

以3种简单盐类为原料,在50℃下用水热合成法制备了结晶优良的硫酸钙复盐K2Ca2Cu(SO4)4.2H2O,并通过X射线衍射、红外光谱与拉曼光谱分析、扫描电子显微分析等现代测试手段对其性能进行了表征,验证了该复盐带有2个分子的结晶水,测得了复盐的红外光谱与拉曼光谱的特征波数,清晰地观测了复盐的晶体形貌。     

Bi2Sr2Co2Oy热电材料的制备

为了研究Bi2Sr2Co2Oy热电陶瓷的不同制备方法,实验采用固相反应法和溶胶-凝胶法制备Bi2Sr2Co2Oy陶瓷．用XRD,SEM等表征技术研究了样品的物相及显微组织形貌．结果表明：样品为单相,组织均匀,为层片状结构,且具有明显的c轴择优取向．     

BaF2-CaF2-CaCl2三元系熔盐电解体系的物理化学性质

研究了BaF2-CaF2-CaCl2三元系电解质体系的物理化学性质,为熔盐电解法制备Al-Ca合金奠定基础.采用阿基米德法,测定了BaF2-CaF2-CaCl2体系的密度;采用差热-热重分析法,测定了BaF2-CaF2-CaCl2体系初晶温度;采用连续变化电导池常数（CVCC）法,测定了BaF2-CaF2-CaCl2体系的电导率;采用循环伏安法研究了该体系的电化学行为.     

复合氧化物S_2O_8~(2-)/ZrO_2-SnO_2-SiO_2的制备与研究

固体超强酸作为多相酸催化材料,具有许多传统质子酸催化剂无法比拟的优点,本论文在研究SO_4~(2-)/M_xO_y型固超酸的基础上,采用过硫酸铵溶液作为浸渍剂,选取ZrO_2、SnO_2、SiO_2的复合氧化物,将过硫酸根离子负载在上面,制备出新型S_2O_8~(2-)/ZrO_2-SnO_2-SiO_2固体超强酸催化剂.     

FusionCharts在Struts2中的应用

通过一个实例展示了在Struts2框架下获取图表数据,动态生成XMI。文件,并使用Fu—sionCharts组件技术显示Flash图表的方法．结果表明,FusionCharts组件在Struts2框架下使用简单,显示的图表形式多样、实用美观．     

Li2O-Al2O3-SiO2系统光敏微晶玻璃的制备

光敏微晶玻璃在电子、生物医药等领域应用前景非常广泛.本论文利用XRD和SEM技术,研究了热处理和光辐照条件对Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃光敏性能的影响,在合理确定工艺制度的基础上,制备出了孔穴排列良好的光敏微晶玻璃.