热压法制备BiTe基温差电材料研究

为提高温差电材料热电性能和机械强度,满足空间用温差电致冷组件研制要求,探索热压法制备BiTe基温差电材料,分别采用普通热压、纳米复合粉热压和热压塑形三种方法对BiTe基温差电材料进行处理,将三种样品进行性能表征并与常规区熔材料比对,结果表明热压工艺制备的BiTe基温差电材料致密性好,抗弯强度与热电性能均大于区熔材料。     

热压法制备P型Bi2Te3基温差电材料研究

以P型赝二元Bi2Te3-Sb2Te3体系温差电材料区熔晶棒为前驱体,采用真空热压烧结法制备材料样品。测试热压前后材料样品性能,测试结果表明:热压样品较区熔材料具有更高的致密度和机械强度,改善了Bi2Te3基温差电材料易沿解理面发生劈裂的现象;同时,热压工艺促使了材料内部晶体结构和载流子浓度的变化,引起材料电导率的降低和塞贝克系数的改变,导致材料热导率显著降低。综合考虑材料各项性能参数,热压材料的热电优值基本与区熔材料相当,但前者的力学强度明显优于后者,在实际使用中将占有明显的优势。     

区熔制备BiTe基温差电材料工艺研究

区熔法是被广泛采用的制备BiTe基温差电材料的方法。针对批量生产中的区熔温度和温度梯度进行了一系列的实验研究,并对所获得的材料样品的电导率、塞贝克系数及功率因子进行了测试与分析,以了解材料的温差电性能;采用扫描电子显微镜(SEM)观察材料的微观结构;分段密度测试,以分析材料的均匀性。实验结果表明,在确定区熔速率和熔区宽度的前提下,适当的升高区熔温度并使材料生长过程中存在一定的温度梯度有益于提高材料的温差电性能。通过本实验得到在熔区宽度15mm、区熔走速30mm/h时的最佳区熔温度为800,850℃。     

Bi2Te3基温差发电组件的热应力和结构参数选择

温差电材料性能决定了温差发电组件(TEM)的发电功率及转换效率,而在使用过程中由于环境因素的影响,对其机械性能也提出了一定的要求.热压法制备的Bi2Te3基温差电材料密度和强度均有提高,缓解了区熔法制备的Bi2Te3基温差电材料在平行于晶体方向上易发生解理破坏的问题,但还不能完全避免.通过分析Bi2Te3基温差电材料沿...     

GeTe基温差电材料热压工艺研究

对使用粉末冶金热压法制备GeTe基温差电材料进行了研究。通过改变温度、压力等热压工艺参数制备不同的GeTe材料样品。然后分别测量它们的密度、电导率、塞贝克系数等性能参数。在对这些性能参数进行分析的基础上,优化了GeTe材料的热压工艺。按照上面的工艺,制备出了GeTe基温差电材料的样品。经测试其无量纲优值ZT在400℃下可以达到1.56。     

Bi-Te基热电材料的研究进展

在阐述Bi2Te3基本特性的基础上，分别介绍了掺杂Se、TeI4、RE、SiC对BiTe材料热电性能的影响；介绍了BiTe基合金的制备技术。通过结构的优化、组分的调整及制备技术的改进，可以进一步提高材料的热电性能。     

制备工艺对Cu/C滑动电接触材料组织与性能的影响

研究厂固相烧结、液相烧结、液相熔渗和热压烧结等四种工艺制备的Cu／C复合材料,并测试了其显微组织、密度、硬度和电导率,结果表明：四种工艺所制备材料的显微组织中,石墨均呈网状均匀分布于基体上。液相熔渗和热压工艺制备的Cu／C复合材料密度和硬度较高,而固相烧结的较差。几种工艺制备的材料其电性能差别不大。     

小麦麸质模压板的性能研究

研究了小麦麸质(Wheat Gluten,WG)在不同的模压温度、压力及不同的模压时间下模压成型样品的力学性能和耐水性,根据模压工艺对小麦麸质热压材料的力学性能和耐水性的影响,得到了小麦麸质理想的模压成型工艺条件为140℃下6.5 MPa,5 min 10.0 MPa,15 min。小麦麸质热压材料的拉伸强度为64 MPa,弯曲强度为82 MPa。对小麦麸质模压板的电性能研究表明,干态下其介电性能随电场频率增加而下降,但变化小;湿态下其介电性能明显提高,且随频率增加迅速下降,超过104Hz后区域变化趋于稳定;热压小麦麸质材料的电阻率随频率的增加呈直线下降;小麦麸质热压材料的电性能主要决定于材料结构的密实程度。     

超高压制备n型PbTe的性能与分析

主要研究了采用超高压方法制备的n型PbTe材料的性能。对不同超高压工艺条件的样品进行密度分析、抗弯强度分析,判断其机械强度;对样品进行扫描电镜(SEM)分析,以确定其微观结构;测试样品的电导率、塞贝克系数并计算了功率因子,了解材料的热电性能。将超高压样品的各种数据与冷压样品的对应数据进行比较,结果表明,选择合适工艺条件的超高压样品的性能要明显优于冷压样品。     

制备工艺对Cu/C滑动电接触材料组织与性能的影响

本文研究了固相烧结、液相烧结、烧结熔渗和热压烧结等几种工艺制备Cu/C复合材料,并测试它们的显微组织、密度、硬度和电导率,结果表明:四种工艺碳都呈网状均匀分布在基体上,熔渗和热压工艺制备的Cu/ C复合材料密度和硬度最高,而固相烧结的较差,电性能几种制备工艺差别不大。     

分段温差电元件的设计

由于分段温差电元件能够在较宽的温度范围内很大程度地提高热电转换效率,因此,在世界范围内受到广泛的关注。对碲化铅(PbTe)材料和碲化铋(Bi2Te3)材料组成的分段温差电元件进行了理论设计和计算。确定了在热面温度为773K、冷面温度为323K,元件总长度为15mm时,PbTe的最佳长度为8.8mm。测试结果表明:由设计的元件制作出的分段温差电单偶的热电转换效率达到了7.31%。     

不锈钢与金基体上电沉积Bi2Te3-ySey薄膜

采用控电位电沉积技术以不锈钢和金为基体制备了Bi2Te3-ySey温差电材料薄膜。通过环境扫描电子显微镜(ESEM)、能量散射光谱(EDS)、X射线衍射光谱法(XRD)等方法,研究了不同基体对Bi2Te3-ySey温差电材料薄膜形貌、组成及结构的影响。结果表明,在含有Bi3 、HTeO2 和Se4 的溶液中,可实现铋、碲、硒三元共沉积,制备出Bi2Te3-ySey温差电材料薄膜。以金为基体电沉积的Bi2Te3-ySey薄膜的表面较平整、致密。在-0.04V沉积电位下,以不锈钢和金为基体电沉积Bi2Te3-ySey薄膜组成分别为Bi2Te2.39Se0.77和Bi2Te2.45Se0.85,且在不锈钢上电沉积制备的Bi2Te3-ySey薄膜的塞贝克系数更高,为-60mV/K。     

Hot pressed pellets of thallium doped bismuth telluride alloys for thermoelectrics

ABSTRACT

Thallium doped bismuth telluride alloys (Bi_2-xTl_xTe₃) are synthesized using solvothermal method, and pellets are formed using hot-press machine by applying 60 MPa pressure at 553 K temperature for 5 min. The X-ray powder diffraction for the as-synthesized Bi_2-xTl_xTe₃ alloys indicates phase purity and crystallographic structures. Scanning electron microscopy indicates highly compact plate-like structures for hot-pressed pellets. The energy dispersive X-ray spectrophotometer predicts a stoichiometric ratio of 2:3 for Bi and Te in the Bi₂Te₃. The newly prepared Bi_2-xTl_xTe₃ pellets could be utilized as an efficient material in thermoelectric devices for power generation from waste heat.     

带有YSZ保护膜的Bi_2O_3基固体电解质燃料电池的制备及其性能分析

用带(ZrO_2)_(0.92)(Y_2O_3)_(0.08)(YSZ)保护膜的Bi_2O_3基固体电解质(Bi_20_3)_(0.75)(Y_2O_3)_(0.25)、(Bi_2O_3)_(0.75)-(Gd_2O_3)_(0.25)、(Bi_2O_3)_(0.08)_(0.25)和(MoO_3)_(0.25)做成燃料电池.在600～800℃,将其输出特性与用纯的(ZrO_2)_(0.92)(Y_2O_3)_(0.08)做电解质的燃料电池进行比较.Bi_2O_3基电解质燃料电池的输出功率高于YSZ电解质的,这是由于Bi_20_3基固体电解质具有较高的氧离子导电率;Bi_20_3基电解质燃料电池的开路电压比YSZ的低,是由于Bi_20_3基电解质中存在着一定的电子导电率.从材料的结构、机理上对所得结果进行了分析.     

热电材料综述

摘要：论述了Co系氧化物热电材料的结构特征和热电特性。阐述了提高热电材料热电特性的途径以及热电材料在温差发电和制冷方面的应用,提出了氧化物热电材料必将成为材料研究亮点的观点。     

The pressure effects on electronic,thermoelectric, thermodynamic,and optical features of Li3Bi

First-principles electronic, thermoelectric, thermodynamic, and optical calculations of an alkali pnictide compound, Li₃Bi, are implemented by WIEN2k, BoltzTraP and Gibbs2 using density functional theory in the presence of spin–orbit coupling. The generalized gradient approximation and modified Becke and Janson functionals with the generalized gradient approximation are utilized for the treatment of exchange and correlation potential. The Li₃Bi electronic band structure indicates that this compound is a semiconductor at zero pressure. The energy band gap of this compound closes at a pressure of 6.0 GPa. In contrast, low pressures enhance the energy band gap and reduce the band width of the valence and conduction bands. The pressure and temperature effects on the thermoelectric and thermodynamic performance of this compound are investigated. This results reveal (1) an increase in the power factor values under high temperatures and low pressures, (2) a reduction in the thermal expansion and the specific heat capacity at constant volume and an increase in the Debye temperature under high pressures at constant temperature. Also, the evaluation of optical properties under various hydrostatic pressures shows an increase in the static real part of the dielectric function and the static reflectivity of Li₃Bi at a pressure of 6 GPa.

     

可充无汞碱性锌锰电池电极制备及性能

在无汞锌合金粉中添加无机或有机缓蚀剂制备锌电极,用析氢试验、恒电流放电法、循环伏安法测定缓蚀剂对锌电极性能及抑制锌枝晶生长的影响。在电解MnO2中掺入LiOH和Bi2O3,加入导电剂、粘结剂调浆,涂在发泡镍网上,烘干,压制成MnO2电极,用循环伏安法测定MnO2电极的性能。试验表明,在锌合金粉中添加In2O和PbO可以降低析氢量,加入Bi2O3可以改善电极放电性能;在电解液中加入聚乙烯醇,可以抑制锌枝晶生长,延长锌电极寿命;在EMD中掺入Bi2O3和LiOH,可以提高MnO2电极的可充电性能