Ag_2Te掺杂对p型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3块状合金热电性能的影响

采用真空熔炼、机械球磨及放电等离子烧结技术(SPS)制备得到了(Ag2Te)x(Bi0.5Sb1.5Te3)1-x(x=0,0.025,0.05,0.1)系列样品,性能测试表明,Ag2Te的掺入可以显著改变材料的热电性能变化趋势,掺杂样品在温度为450~550K范围内具有较未掺杂样品更优的热电性能.适当量的Ag2Te掺入能够有效地提高材料的声子散射,降低材料的热导率.在测试温度范围内,(Ag2Te)0.05(Bi0.5Sb1.5Te3)0.95具有最低的晶格热导,室温至575K范围内保持在0.2~0.3W/(m·K)之间,在575K时,(Ag2Te)0.05(Bi0.5Sb1.5Te3)0.95试样具有最大热电优值ZT=0.84,相较于未掺杂样品提高了约20%.     

Ag掺杂CoSb_3材料的制备及其热电性能

采用溶剂热合成再热处理方法制备了AgxCo4Sb12(x=0,0.1,0.2)粉末,粉末经真空熔融处理得到块体试样。用X射线衍射和扫描电镜分别分析了样品的物相和断面显微结构。测试了试样从室温至773K的电导率和Seebeck系数。Ag掺杂的试样Seebeck系数均是正的,呈p-型导电,而未掺杂的试样在T～325K时从n-型转变为p-型。Ag的引入使CoSb3的电导率显著提高,在整个测试范围内其功率因子均比CoSb3的高。而x=0.2的试样其电导率和热电功率因子较其它试样都高,在299K时电导率达到4516S.cm-1,573K时功率因子达到12.3×10-6W.K-2.cm-1。分析认为Ag是以替代Co的形式进入CoSb3晶格,而并非如预计的那样进入CoSb3的结构孔洞。     

K、Al共掺杂Bi0.5Sb1.5Te3热电材料的制备及性能

采用真空熔炼及热压方法制备了K和Al共掺杂P型Bi0.5Sb1.5Te3热电材料。XRD分析结果表明,K0.04Bi0.5Sb1.5-x Alx Te3块体材料的XRD图谱与Bi0.5Sb1.5Te3的图谱完全对应,SEM形貌分析表明材料具有一定的层状结构和微孔。K和Al共掺杂提高了Bi0.5Sb1.5Te3在室温附近的Seebeck系数。除了K0.04Bi0.5Sb1.34Al0.12Te3样品的300K和400K以上的高温区,以及共掺杂样品的500K高温附近之外,K和Al共掺杂均使Bi0.5Sb1.5Te3材料的电导率降低。在300~500K温度范围内,K0.04Bi0.5Sb1.42Al0.04Te3样品的热导率均小于Bi0.5Sb1.5Te3的热导率。在300~350K温度范围内,K0.04Bi0.5Sb1.42Al0.04Te3样品的热电优值较Bi0.5Sb1.5Te3有较大幅度的提高。     

Ag0.5+xSb0.2+xPb6Sn2Te10的热压制备与热电性能

以Ag粉,Pb粉,Sn粉,Sb粉和Te粉为原料,采用固相合成方法合成了Ag0.5+xSb0.2+xPb6 Sn2 Te10(x=-0.05,0.05,0.1,0.2).经过混料、合成、碎料等,采用热压烧结法将Ag0.5+xSb0.2+xPb6 Sn2 Te10合金粉末烧结成块体材料.运用XRD、SEM方法对材料的物相成分、晶体结构和表面形貌进行了表征.用直接电流法测其电导率;在样品的两端加温场度差,在温度差△T=1～4℃时测其赛贝克系数.     

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%。     

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)。     

In掺杂β-Zn_4Sb_3热电材料的制备与电热输运

设计了一系列名义组成为Zn4Sb3-xInx(0~0.08,Δx=0.02)的In掺杂β-Zn4Sb3基块体材料,并用真空熔融-随炉冷却-放电等离子体烧结工艺成功制备出无裂纹的In掺杂单相β-Zn4Sb3基块体材料.300~700K内材料的电热输运特性表明,In杂质对Zn4Sb3化合物的Sb位掺杂可导致载流子浓度和电导率大幅度增大、高温下本征激发几乎消失和晶格热导率显著降低,x=0.04和0.08的Zn4Sb3-xInx的In掺杂β-Zn4Sb3化合物700K时晶格热导率均仅为0.21W/(m·K).与纯β-Zn4Sb3块体材料相比,所有In掺杂β-Zn4Sb3基块体材料的ZT值均显著增大,x=0.06的Zn4Sb3-xInx的In掺杂β-Zn4Sb3基块体材料700K时ZT值达到1.13,提高了69%.     

Ag/Sb比对（GeTe）85(AgySb2-yTe3-y)15合金热电性能的影响

按不同Ag/Sb比制备了(GeTe)85(AgySb2-yTe3-y)15(y=1.0,1.02,1.2,1.3,1.5)系列TAGS热电材料,发现偏化学计量比的样品中有Ag8GeTe6低热导率第二相的析出。改变Ag/Sb比能显著降低材料的晶格热导率,y=1.3样品的晶格热导率在700K约为基体相的40%。样品的电导率随着y值的增加先增加后减小,Seebeck系数随成分的变化规律与电导率相反,随着Ag/Sb比增加而减小。y=1.02样品在744K时获得最大ZT值1.37,与等化学计量比y=1.0样品相比提高了10%左右,且随着温度的进一步升高,ZT值有继续上升的趋势。     

锂掺杂对P型Mg2Si0.6Sn0.4热电性能的影响

采用感应熔炼和真空热压法制备了掺Li的Mg2-xLixSi0.6Sn0.4（X=O，0．03，0．07，0．15，0．3）热电材料,电导率、Seebeck系数及热导率的测量表明，Li在Mg2-xLixSi0.6Sn0.4中起到受主作用，当x=0．07时Li掺杂Mg2-xLixSi0.6Sn0.4具有最好的性能，其功率因子和ZT值的最大值分别在480和600K时达到0.55×10^-3W／（m．K^-2）和0.16。     

真空条件下含银铅锑多元合金中锑的蒸发行为研究

根据真空冶金原理,以选择性分离银锑为目的,采用真空蒸馏法研究含银铅锑多元合金在真空(5～25 Pa)的条件下蒸馏过程中Sb的蒸发行为,考察蒸馏温度、蒸馏时间、多元合金中其它组元对锑蒸发的影响;并测定了不同温度下Sb元素的蒸发速率.实验结果表明:随着蒸馏温度的升高及恒温时间的延长,Sb的蒸发量和挥发率均增大.X射线衍射分析表明,蒸发物中锑为元素Sb,残留物中Cu与Sb形成化合物Cu2Sb及Cu10Sb3,Ag与Sb生成Ag3Sb,阻碍部分Sb的彻底蒸发.结合Sb元素的蒸发机制,根据实验结果计算得出Sb元素的蒸发速率为15.169～18.066g·cm-2·h-1.     

热电材料研究的最新进展

热电材料是一种能将电能与热能相互转换的功能材料,近年来备受关注.从块体热电材料、低维热电材料、热电器件及其应用等方面综述了热电材料研究的最新进展,并展望了今后的发展方向.     

一种新型便携式制冷保温容器的试验研究

研制一种新型便携式制冷保温容器制冷系统，主要用于保存血液。确定半导体制冷核心部件的参数，如半导体制冷片的选择、容器内部结构及系统的匹配。通过性能试验进行优化，对影响半导体制冷的因素进行讨论。实验结果表明，将半导体制冷应用于保温容器是可行的，而且是有利的。该研究结果对半导体制冷技术在小型制冷保温容器中的进一步研究和应用具有一定的指导意义。     

微型热电器件的研究进展

综述了微型热电器件的材料学基础、主要结构和重要应用,剖析了三者之间的相互关系,指出了微型热电器件的发展所面临的问题,并探讨了其今后的发展趋势.     

热电材料发展动态

由于环境保护和军事应用的需要,热电材料的研究引起了人们极大的关注.为了成功地与其他换能系统竞争,必须使ZT提高到1.5～3.论述了降低材料维数,研究功能梯度材料,研究新材料如氧化物热电材料、电子晶体声子玻璃结构材料、准晶材料、填充式导电聚合物复合材料等3条提高ZT值的途径.     

微型热电器件研究进展

历经了30年的低谷期后,伴随着新型热电材料的出现及增大材料优值系数ZT新思路的提出,热电材料和器件这一研究领域开始了复兴.由于自身的诸多优点,微型热电器件已成为该领域的研究热点.作为新型的热电器件,微型热电器件在发电、制冷和传感器等领域获得了重要应用.综述了微型热电器件在应用、结构和制备技术方面的研究进展.     

Skutterudite 结构热电材料的研究进展

CoAs3结构的Skutterudite化合物具有复杂的能带结构，较大的空穴迁移率，通过适当的掺杂，可使Skutterudite化合物的笼状孔隙形成部分填充，使填隙原子处于“跳动”状态，从而产生对声子散射作用，降低Skutterudite化合物的热导率。     

钴酸盐类氧化物热电材料的研究进展

氧化物热电材料是半导体热电材料中的一种,具有独特的优点和广阔的应用前景,介绍与其研究相关的基础理论,并讨论了改善热电性能的途径.钴酸盐类氧化物中的NaCo2O4、Ca3Co4O9和Ca3Co2O6处于氧化物热电材料的研究前沿,综述了它们的晶体结构、制备方法、元素掺杂、热电性能及影响因素,探讨了其进一步的发展方向.     

热电制冷技术进展与展望

热电制冷技术是一种通过珀耳贴效应直接利用电能实现制冷的固态制冷技术。与蒸气压缩式制冷相比,热电制冷具有尺寸任意缩放、无振动、可靠性高和控温精度高等优点。本文从热电制冷的发展简史和基本原理出发,重点介绍了热电材料、制冷机结构、功能层界面以及热端散热器等影响热电制冷机性能因素的研究进展,并根据热电制冷的优势特性介绍了热电制冷的应用,最后对热电制冷技术的研究进行了总结和展望。     

温差发电用BiCuSeO基热电材料的研究进展

BiCuSeO基热电材料由于具有较低的热导率和较高的Seebeck系数,热电性能优异,且原料储藏丰富、价格低廉、安全无毒,被认为是一种具有潜在应用前景的新型热电转换材料。首先介绍了BiCuSeO基材料的晶体结构、电子结构、热电性能等基本特征,随后综述了近年来国内外关于BiCuSeO基热电材料的研究进展,评述了提高其热电性能的手段,包括Na、Ag、Mg、Ca、Sr、Ba等低价元素掺杂,铜空位,双空位,带隙调整,晶粒细化,织构化和调制掺杂等。通过电热输运特性的协同调控,可使其ZT值从未掺杂样品的0.4左右提高到1.5。最后从实际应用的角度出发提出了今后BiCuSeO基热电材料的研究方向及研究重点。     

半导体热电制冷材料的研究进展

热电制冷是一种直接利用电-热转换达到制冷目的的固体制冷技术.介绍了近年来关于热电材料的实验研究和理论研究的国内外现状,以及目前材料研究存在的问题,介绍了各种材料的研究进展及热电制冷的应用状况.