不同尺寸的悬架石墨烯纳米带热传导性质的实验测量

实验测量了悬架的单层石墨烯(Single-Layer Graphene,SLG)和具有不同尺寸的石墨烯纳米带(Graphene Nanoribbons,GNRs)的热传导性质。GNRs悬架于Si O2/Si基底的槽上,悬架的GNRs的长度等于槽的宽度。采用一维稳态法测量了不同条件下GNRs和SLG的热导率k。使用激光切割技术将SLG剪裁成具有不同尺寸的GNRs。与SLG相比,GNRs的k高很多,而且随着GNRs宽度的减小而增加,宽度越小,k的增加越明显。另一个明显的现象是k随着温度升高先增加后减小,在50?C附近出现峰值。这种现象可能是由边界散射、点缺陷散射、晶界声子散射,以及声子传递中的反转散射的综合效应引起的。SLG经过第4次切割后,在50?C条件下k达到了最大值2 450.55 W/(m·K)。研究结果显示,窄的GNRs具有更好的热性质。     

纳米碳管的非线性热电传输

利用Landauer-Büttiker公式对金属导线/单臂纳米碳管/金属导线结构的热电传输进行理论计算.在有限温度梯度下,利用迭代法计算非线性热电势和热电导,研究表明,热电势和热电导与系统电子的传输行为密切相关,热电势随系统化学势的变化而振荡,且可为正也可为负值,这种行为完全依赖于电子电导的变化.研究结果对分子器件热传输的实际应用有意义.     

纳米热电材料研究(英文)

随着环境和能源问题日益突出,利用热电材料将废热直接转换为电能,对于降低人类对化石能源的依赖起着重要的作用.目前,热电材料已应用于生物电源、光电器件、深空探测等设施.对纳米结构的热电材料进行了阐述,分析了纳米热电材料的结构特点、制备方法、晶格热导、声子散射、超晶格、热电性能及影响因素.探讨了进一步开发新型纳米热电材料的发展方向.     

石墨烯/橡胶纳米复合材料的研究进展

石墨烯是一种有着优异性能的二维纳米填料,将石墨烯与聚合物复合是发挥其性能的重要途径,石墨烯/橡胶纳米复合材料对橡胶的力学机械性能、电学性能、导热性能和气体阻隔性能等都有很大提升,得到了广泛关注。首先介绍了石墨烯的制备及功能化,然后对石墨烯/橡胶纳米复合材料的制备方法进行了详细的归纳,总结了石墨烯的加入对石墨烯/橡胶纳米复合材料性能的影响,对该类材料所面临的问题及发展趋势进行了分析和展望。     

石墨烯材料的结构、性质及表征解析

介绍并解析了理想的和实际制备的石墨烯材料,包括石墨烯、还原氧化石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯复合材料的一些基本结构、性质和表征。根据石墨烯的结构,从理论上对它的一些性质进行演算和推导。指出了今后对石墨烯结构、性质及表征等相关基础研究的方向。     

金属Ti热学性质第一原理研究

应用基于密度泛函与密度泛函微扰理论的平面波赝势方法计算一组不同晶格常数下六角密堆积（hcp）结构金属Ti的声子谱及相应的静态总能，由此得到不同晶格常数下的自由能，由准谐近似及自由能极小判据得到自由能与温度的关系，进而计算热膨胀系数、定容摩尔热容及定压摩尔热容与温度的关系，对热膨胀系数及定容摩尔热容的第一原理计算值与德拜理论计算值进行比较。结果表明：295K下声子谱理论值与实验值除在[001]方向上的光学纵模有少量偏差外，其余部分符合得很好；hcp结构金属Ti有一定程度的各向异性热膨胀，沿c轴方向与口轴方向的热膨胀系数比值为1．5左右；热膨胀系数、定容摩尔热容及定压摩尔热容第一原理计算值在较宽的温度范围内与已有的实验数据相符；热膨胀系数的德拜理论值仅在室温以下温区与实验结果相符；定容摩尔热容的第一原理计算值与德拜理论值在中温区有少量偏差，在低温及高温区非常接近。     

石墨烯纳米带导热的分子动力学模拟

利用MEDEA软件建立并优化了单层石墨烯模型,采用非平衡分子动力学方法对单层石墨烯热导率进行了计算。研究了几何尺寸、温度对扶手型石墨烯纳米带(AGNRs)和锯齿型石墨烯纳米带(ZGNRs)导热系数的影响。模拟结果表明在相同温度下AGNRs的导热系数高于ZGNRs, GNRs导热系数随着纳米带宽度和长度的增加而增大,且增长近似于线性增加。模拟结果还表明形状对纳米带的热导率有影响,三角形GNRs存在热整流效应且热导率随温度的升高而降低。     

掺杂石墨烯纳米片对硝酸熔盐比热容的影响

以硝酸钠、硝酸钾和亚硝酸钠组成的三元熔盐为基液,制备了掺杂石墨烯纳米片的混合熔盐.采用差示扫描量热法测量了基液和混合熔盐纳米流体的比热容,研究了石墨烯纳米片的质量浓度对硝酸熔盐比热容的影响.结果表明,当石墨烯纳米片质量分数为1%时,熔盐纳米流体的比热容可提高7.5%.     

单臂热电元件的电性能测试方法比较研究

在模拟工况下研究了小功率单臂热电元件的电性能测试方法,分别采用改进恒流源法、伏安法和标准电阻法对N型Ca0.9Ce0.1MnO3单臂热电元件进行了测试分析。结果表明:当温差较小时,改进恒流源法能够精确测量热电元件的性能;伏安法适合较大输出功率的测试场合;标准电阻法的适用范围较广,几乎不受元件输出功率限制且具有较高的测试精度和测试效率,可用于商业测试。     

共振散射对热电性能的影响

为了用理论方法探索共振散射对热电性能的影响,在单抛物能带基础上,通过建立仅考虑声学声子散射和共振散射的载流子输运模型,模拟计算和对比分析有/无共振散射条件下的电导率、Seebeck系数、功率因子、洛仑兹常数和电子热传导等热电性能。结果表明:由于共振散射的引入,功率因子可提高到3.5倍,电子热导率将降低0.45倍,显示出对热电性能提升的重要意义;同时,共振能级的能量范围必须大于一定宽度,才能有效影响热电输运,且宽度越宽,对热电性能的提高越为有利。     

水性石墨烯/碳纤维电热涂料的制备及性能研究

电热涂料是在导电涂料的基础上开发出的一种直接将电能转化为热能或辐射能的功能性涂料.研究一种以改性碳纤维和石墨烯为导电填料的水性环氧双组分发热涂料体系.利用扫描电子显微镜(SEN)对涂层表面和断面进行表征,发现碳纤维在涂层中分布均匀,形成良好的导电传热网络.导热测试结果显示涂层的导热系数为0.40 W/(m·K);涂层的...     

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。     

Effects of Magnetization on Thermoelectric Transport Properties of CoSb_3 Material

The effects of magnetization on the phase composition,microstructure and thermoelectric transport properties of CoSb_3 were studied systematically.The magnetic properties of CoSb_3 material were also measured at room temperature in order to confirm its magnetic category.The results of XRD and FESEM analysis indicated that the phase composition and microstructure of the CoSb_(3 )were not affected by magnetization.The results of thermoelectric transport measurement showed that the electrical and thermal transport properties of materials were also not affected by magnetization.These results were mainly attributed to the diamagnetism of the CoSb_3 material,which were consistent with the results of the magnetic properties measurement.This study is expected to provide a special research perspective for studying the effects of the external conditions on the structure and properties of thermoelectric materials.     

喷涂法制备石墨烯功能层及性能研究

以十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为表面活性剂,采用超声分散工艺制备出稳定的石墨烯水分散液,并采用喷涂法分别在玻璃和n-Si基底上形成石墨烯薄膜。研究了表面活性剂浓度对石墨烯分散效果的影响。结果表明,采用浓度为15%的SDBS可获得稳定的石墨烯水溶液分散液。利用分光光度计和扫描电镜对石墨烯薄膜的透过率和表面形貌进行表征,结果表明其可见光透过率超过82%,薄膜具有刀刃状的边缘结构。采用二极管结构对石墨烯薄膜的场发射性能进行测试,其开启电场为3V/μm,场增强因子为3 580。实验结果表明,这是一种可行的、低成本的制作石墨烯功能层的有效方法。     

Thermoelectric Properties of N-typer Bi_2Te_3-PbTe Graded Thermoelectric Materials with Different Barriers

In order to investigate the adaptability of thermoelectric materials system with different barriers to functional graded thermoelectric materials, n-type Bi2Te3 and PbTe two segments graded thermoelectric materials (GTM) with different barriers were fabricated by conventional hot pressing method. Metals Cu, Al, Fe, Co and Ni were used as barriers between two segments. The effects of different barriers on thermoelectric properties of GTM were investigated. The phase and crystal structures were determined by x-ray diffraction analysis (XRD). The distributions of different compositions were analyzed by electron microprobe analysis (EMA). The thermoelectric properties were measured at 303 K along the direction parallel to the pressing direction. The electric conductivity of samples was measured at 303 K by the four-probe technique. To measure the Seebeck coefficient, heat was applied to the samples, which were placed between two Cu discs. The thermoelectric electromotive force (E) was measured upon applying small temperature differences (△T< 275 K) between the both ends of the samples. The Seebeck coefficient of the samples was determined from the E/△T.     

石墨单层电子态的局域化性质

研究了无序石墨单层电子态的局域化性质、用单参数的标度理论和转移矩阵方法计算了系统的局域化长度.我们发现,当存在手征对称的情况下,在狄拉克点电子态是退局域化的,当手征对称性遭到破坏时,所有的电子态都将是局域的.