新型热电材料β—Zn4Sb3的电学性能

采用真空熔炼和烧结的方法制备了新型热电材料β-Zn4Sb3。X射线衍射分析表明样品为单相。2种样品从室温到723K温度范围内的电学性能测量表明,β-Zn4Sb3在500K～650K时具有较高的功率因子,真空熔炼样品的性能要优于烧结样品,其功率因子在623K时达到最大值3.9μW.cm^-1.k^-2。β-Zn4Sb3在热电转换领域有潜在的应用前景。     

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     

制备工艺对N型Bi_2Te_(2.4)Se_(0.6)合金热电性能的影响

采用缓慢冷却和液氮淬火两种真空熔炼工艺得到Bi2Te2.4Se0.6合金铸锭,再将铸锭研磨后热压烧结制备N型多晶样品。采用XRD、FESEM、激光热导仪及电学性能测试仪对样品的物相组成、断面形貌和热电性能进行分析和研究。结果表明:制备的多晶样品为单相;振动研磨得到的粉末热压后保留大量的微米级(1~5μm)颗粒。结合取向因子的计算结果可以推断,样品中无明显的晶粒择优取向;采用液氮淬火制备的样品由于晶粒细化的影响,其热导率显著降低,热电性能得到改善。在300~500 K温度范围内,液氮淬火试样BTSRS-OM-HP具有最大的功率因子和最低的晶格热导率;室温至500 K范围内,样品的晶格热导率保持在0.42~0.51 W/(m.K)之间,在468 K时,获得最大ZT值0.87。     

用Fe—Ti合金扩散连接SiC陶瓷

利用Ｆｅ－Ｔｉ合金在１４７３－１７２３Ｋ，０．９－５．４ｋｓ的接合条件下对常压烧结ＳｉＣ陶瓷进行了真空扩散连接，接头中形成ＴｉＣ，ＦｅＳｉ，Ｔｉ５Ｓｉ３反应相，试验结果表明，用Ｆｅ－５０Ｔｉ（ａｔ％）合金，在１６２３Ｋ，２．７ｋｓ的接合条件下，接头的高温（９７３Ｋ）剪切强度达到１３３ＭＰａ。     

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…     

用Fe-Ti合金扩散连接SiC陶瓷

利用Ｆｅ－Ｔｉ合金在１４７３～１７２３Ｋ、０．９～５．４ｋｓ的接合条件下对常压烧结ＳｉＣ陶瓷进行了真空扩散连接,接头中形成ＴｉＣ、ＦｅＳｉ、Ｔｉ５Ｓｉ３反应相。试验结果表明,用Ｆｅ－５０Ｔｉ（ａｔ％）合金,在１６２３Ｋ、２．７ｋｓ的接合条件下,接头的高温（９７３Ｋ）剪切强度达到１３３ＭＰａ。     

Ni对C—B4C—SiC复合材料显微结构与性能的影响

本文研究了烧结助剂Ｎｉ对Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ复合材料显微结构与性能的影响。Ｘ射线衍射表明Ｎｉ在烧结温度下与ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ发生反应在晶界生成Ｎｉ４．６Ｓｉ２Ｂ，并产生液相，有效地促进了Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ复合材料的烧结，抑制了晶粒的长大，使复合材料密度与强度大幅度地增加，电阻率下降；同时Ｎｉ４．６Ｓｉ２Ｂ在氧化时生成致密的２ＮｉＯ．Ｂ２Ｏ３，包裹了易氧化的Ｂ４Ｃ和Ｃ，有效地防止了复合材料的氧化，从而大大     

Ni对C－B_4C－SiC复合材料显微结构与性能的影响

本文研究了烧结助剂Ｎｉ对Ｃ－Ｂ_４Ｃ－ＳｉＣ复合材料显微结构与性能的影响．Ｘ射线衍射表明Ｎｉ在烧结温度下与ＳｉＣ，Ｂ_４Ｃ人发生反应在晶界生成Ｎｉ_（４．６）Ｓｉ_２Ｂ，并产生液相，有效地促进了Ｃ－Ｂ_４Ｃ－ＳｉＣ复合材料的烧结，抑制了晶粒的长大，使复合材料密度与强度大幅度地增加，电阻率下降；同时Ｎｉ_（４．６）Ｓｉ_２Ｂ在氧化时生成致密的２ＮｉＯ·Ｂ_２Ｏ_３，包裹了易氧化的Ｂ_４Ｃ和Ｃ，有效地防止了复合材料的氧化，从而大大提高了制品的抗氧化性能．     

ICP-AES法分析Au-Sb合金

用乙醚萃取Ａｕ－Ｓｂ合金中的Ａｕ，加络合剂抑制Ｓｂ的水解，提高了测定杂质元素的准确度。查明Ｓｂ对杂质元素测定的干扰。杂质元素标准加入回收率８２～１０３％，相对标准偏差２．０～１４％。制定了Ａｕ－Ｓｂ合金中Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ａｇ等２６个杂质元素及合金成份Ｓｂ的测定方法。取２．５ｇ样品时杂质元素的测定下限为１×１０－４～２×１０－４％。测定Ｓｂ时相对误差＜２％。     

纳米晶Fe_(74.7-x)Cu_1Nb_xV_(1.8)Si_(13.5)B_9合金的磁性

本文报道Ｆｅ７４．７－ｘＣｕ１ＮｂｘＶ１．８Ｓｉ１３．５Ｂ９（ｘ＝１，１．５，２）纳米晶软磁合金的综合磁性。ｘ＝２的合金的高频铁损水平为：ｐ３／１００ｋ＝４６８ｋｗ／ｍ３：Ｐ２／２００ｋ＝７０６ｋＷ／ｍ３；Ｐ２／５００Ｋ＝３６２０ｋｗ／ｍ３和Ｐ０．５／１０００ｋ＝８１０ｋｗ／ｍ３优于Ｆｅ－Ｃｕ－Ｎｂ－Ｓｉ－Ｂ类纳米晶合金的水平所考察的三种合金铁损水平都大大优于功率优良的Ｍｎ－Ｚｎ铁氧体Ｈ７Ｃ４考察了起始磁化率的温度关系，观察到原始非晶样品出现两个尖锐的Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ峰，与此不同的是，在具有最佳磁性的样品中只出现第二Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ峰，用Ｔｈｏｍａｓ理论解释了这一现象。观察到高温下纳米α－Ｆｅ（Ｓｉ）晶粒系统的超顺磁行为，起始磁化率的温度关系符合Ｃｕｒｌｅ－Ｗｅｉｓｓ定律。     

真空熔炼及热压烧结制备Bi2Te2.7Se0.3热电材料的微结构研究

采用真空熔炼制备了三元Bi2Te2.7Se0.3合金材料,再利用热压烧结法烧结成型,用XRD和SEM对材料物相成分和形貌进行了表征。结果表明,Bi、Te、Se单质粉末经真空熔炼形成了单相Bi2Te2.7Se0.3合金,热压烧结过程中未发生相变反应,热压烧结后仍为单相Bi2Te2.7Se0.3;热压烧结后热电材料在微观结构上存在各向异性,沿垂直于压力方向产生优化取向,沿(0001)面的解理断裂局限在单颗晶粒的尺寸范围,这预示着能够在增强材料力学性能的同时提高热电性能。     

Cu-Ni-Ti合金钎料对Si_3N_4陶瓷的润湿与连接

采用座滴法研究了Ｃ４－Ｎｉ－（２７—５６）Ｔｉ合金（原子分数,％,下刚在Ｓｉ３Ｎ４陶瓷上的润湿行为选用真空熔炼合金Ｃｕ３８Ｎｉ３０Ｔｉ３２和Ｃｕ３４Ｎｉ２７Ｔｉ３９作为钎料时,获得的Ｓｉ３Ｎ／Ｓｉ３Ｎ４接头的强度不理想在降低钎料含Ｔｉ量的同时适当降低含Ｎｉ量,重新设计了两种Ｃｕ－Ｎｉ－Ｔｉ（Ｓｉ,Ｂ）合金钎料,并采用膏状形式改善针料成分的均匀性,在１３５３Ｋ,１０ｍｉｎ的针焊条件下获得的Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ４接头最高三点弯曲强度分别提高至３３８．８和２０６９ＭＰａ,并对Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ。接头的界面反应进行了分析     

SiC／CoSb3复合热电材料的制备及热电传输特性

以Co、Sb粉体为原料，利用机械合金化（MA）和放电等离子烧结（SPS）法制备SiC／CoSb3复合热电材料。采用X-射线衍射法确定机械合金化粉末和SPS烧结块体的相组成，用透射电子显微镜（TEM）观察粉体形貌和块体的显微结构。在300～800K范围内测量了复合热电材料的电阻率、塞贝克系数和功率因子，研究了纳米SiC颗粒的添加对复合材料热电性能的影响。研究结果表明，SiC颗粒的引入使复合材料的电阻率降低，功率因子提高。在680K时0．1vol％SiC／CoSb3复合材料的功率因子比单相CoSb3热电材料提高了约100μW／m·K^2。     

Si_3N_4/20vol%SiC纳米复合材料的高温强度及微观结构

用Ａ１２Ｏ３和Ｙ２Ｏ３作为烧结助剂的Ｓｉ３Ｎ４／２０ｖｏｌ％ＳｉＣ纳米复合材料具有优异的室温强度．然而由于粘结相的熔点低,１０００℃以上其强度急剧下降．仅用Ｙ２Ｏ３作为烧结助剂的Ｓｉ３Ｎ４２０ｖｏｌ％ＳｉＣ纳米复合材料,在 １２００℃仍可保持较高的强度．当ＳｉＣ颗粒为３０ｎｍ．,添加 ４ｗｔ％Ｙ２Ｏ３作烧结助剂时,该材料在室温下大约 １ＧＰａ的断裂强度可以保持到 １４００℃．该样品在高达 １４００℃时的断裂呈弹性模式而没有塑性变形,断口处末发现临界裂纹生长．该纳米复合材料优异的高温强度主要是由于Ｓｉ…     

退火对高压烧结Gd掺杂Bi_2Te_(2.7)Se_(0.3)纳米晶热电性能的影响

以Bi粉、Te粉、Se粉、Sb I3粉、Gd粉为原料,用高压烧结法制备了Gd掺杂的n型Bi2Te2.7Se0.3热电材料,对制备的样品分别在573、603、633 K真空退火36 h。用粉末XRD和FE-SEM研究了样品的物相及显微形貌;在298~473K范围内测定了样品的热电性能。建立了Bi2Te3基材料的禁带宽度与压力和体积的近似关系式,利用此关系式较好解释了高压烧结样品在退火前后热电性能的变化特性。研究结果表明制备的样品在退火前后均为纳米结构。高压烧结和Gd掺杂使样品晶胞尺寸变大,禁带宽度减小。退火使高压烧结样品的电导率提高,塞贝克系数增大,热导率降低。样品于633 K退火36 h后具有较好的热电性能,在423 K时其ZT达到最大值为0.74。     

Cu—Nu—Ti合金钎料对Si3N4陶瓷的润湿与连接

采用座滴法研究了Ｃｕ－Ｎｉ－（２７－５６）Ｔｉ合金（原子分数,％,下同）在Ｓｉ３Ｎ４陶瓷上的润湿行为。选用真空熔炼合金Ｃｕ３８Ｎｉ３０Ｔｉ３２和Ｃｕ３４Ｎｉ２７Ｔｉ３９作为钎料时,获得的Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ４接头的强度不理想。     

粗真空条件下锡基钎料与Sialon陶瓷的润湿和连接

采用座滴法和四点弯曲方法研究了粗真空条件下锡基钎料在Ｓｉａｌｏｎ陶瓷上的润湿性和连接强度．在１Ｐａ，１１７３Ｋ，２０ｍｉｎ的实验条件下，锡基钎料的静态润湿角小于２０°．加入Ｚｎ，Ｐｂ后，钎料钎焊Ｓｉａｌｏｎ／Ｓｉａｌｏｎ陶瓷时的接头连接强度有明显提高，Ｓｎ－５Ｃｕ－５Ｔｉ，Ｓｎ－５Ｃｕ－５Ｔｉ－２０Ｚｎ，Ｓｎ－５Ｃｕ－５Ｔｉ－１０Ｐｂ的平均接头连接强度分别为９０．８，１５３．４，１６９．１ＭＰａ；最高接头连接强度分别为１１９．８，２００，２１６．７ＭＰａ．在粗真空条件下锡基钎料可以实现陶瓷的良好连接，且接头残余应力较小．本文首次观察到锡基钎料中挥发性组元Ｚｎ对粗真空条件下润湿前驱膜有明显的影响．对临界润湿温度、粗真空条件下第三组元的作用及这种活性钎料的潜在应用价值进行了讨论．     

碳化钨对常压烧结氮化硅陶瓷致化的影响

研究碳化钨对常压烧结Ｓｉ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２陶瓷致密化和性能的影响，通过球磨引入适量的碳化钨对烧结氮化硅陶瓷的致密化性能是有利的，通过控制球磨和球料比可控制磨入的碳化钨的含量，当碳化钨含量为３．９ｗｔ％时，效果最好，烧结氮化硅陶瓷的相对密度为９８．５％，室温抗弯强度为９４８ＭＰａ。     

电子束加热时Fe—Dy多层膜的稳定性

用真空双源蒸镀法在ＮａＣｌ单晶衬底上制备了金属Ｆｅ－Ｄｙ（镝）多层膜，用透射电镜（ＴＥＭ）分析结构。结果表明，当Ｆｅ单层厚度≥２．４ｎｍ时，Ｆｅ为ｂｃｃ结构，无明显择尤取向特征；Ｄｙ单层厚度＜２．４ｎｍ时，Ｄｙ为非晶态，在透射电镜样品台上经１００ＫＶ加速的高强度电子束流加热多层膜，非晶Ｄｙ首先晶化变为ｈｃｐ结构，随加热时间的延长，晶粒长大。１５０Ｓ时Ｆｅ晶粒尺寸约３００ｎｍ，此时出现了铁镝氧化物。     

不等价掺杂对Pb（Mg，Nb）O_3－PbZrO_3－PbTiO_3三元系材料的介电、压电性能的影响

探讨了Ｎｂ２Ｏ３和ＭｎＯ２掺杂对３７．５ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ３－２５ＰｂＺｒＯ３－３７．５ＰｂＴｉＯ３材料的介电、压电特性的影响。结果表明，添加１ｍｏｌ％Ｎｂ２Ｏ３能改善陶瓷的烧结性能，提高材料的体电阻率，从而进一步提高了样品的Ｋｐ及εｒ值；添加１．０ｍｏｌ％ＭｎＯ２能有效提高Ｑｍ，但同时降低了Ｋｐ及εｒ值。