Bi_2Te_3和Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3的机械合金化法制备及其热电性能

用机械合金法制备了Bi2 Te3和Bi0 .5Sb1 .5Te3两种热电材料。XRD分析表明两种材料分别在球磨 1 75h和 31 5h后完全合金化。机械合金化合金粉末冷压后在不同温度烧结并测量了热电性能 ,其中Bi0 .5Sb1 .5Te3材料480℃烧结样的最高Seebeck系数约为 2 0 0 μV/K。     

Ga、K双掺杂P型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3材料的制备及热电性能

采用真空熔炼和热压方法制备了Ga和K双掺杂Bi0.5Sb1.5Te3热电材料。XRD结果表明,Ga0.02Bi0.5Sb1.48-x Kx Te3块体材料的XRD图谱与Bi0.5Sb1.5Te3的XRD图谱对应一致,但双掺杂样品的衍射峰略微向左偏移。热压块体材料中存在明显的(00l)晶面择优取向。SEM形貌表明材料组织致密且有层状结构特征。Ga和K双掺杂可使Bi0.5Sb1.5Te3在室温附近的Seebeck系数有一定的提高,而双掺杂样品的电导率均得到了不同程度的提高,其中Ga0.02Bi0.5Sb1.42K0.06Te3样品的电导率得到较明显的改善。在300~500 K测量温度范围内,所有双掺杂样品的热导率高于Bi0.5Sb1.5Te3的热导率,在300 K附近双掺杂样品的ZT值得到提高,其中Ga0.02Bi0.5Sb1.42K0.06Te3样品在300 K时ZT值达到1.5。     

钽管封装熔炼及热压制备Ba_xCa_((2-x))Si的热电性能研究

采用钽管封装熔炼和热压烧结技术制备了Ba_xCa_((2-x))Si(x=0,0.01,0.03,0.05)热电材料。利用X射线衍射对样品的物相结构进行表征。在300~873 K内研究了该试样的热电性能。结果表明,Ba_xCa_((2-x))Si块体材料的XRD图谱与Ca_2Si的XRD图谱对应一致,但所有样品中都出现了Ca的衍射峰。当Ba掺杂量为0.03和0.05时,样品Ba_xCa_((2-x))Si中还出现了Ba Si杂相。随着Ba掺杂浓度的增加,电导率逐渐减小,塞贝克系数则缓慢增加。在300~873 K内,Ba_xCa_((2-x))Si(x=0.01)的热导率都低于Ca_2Si的热导率。在550~873 K,Ba_xCa_((2-x))Si(x=0.01)表现了较高的热电优值ZT,在873 K时的最大ZT值为0.17。     

含有弥散离子液体的Bi_(0.5)Sb_(0.5)Te_3烧结体

正日本大阪大学工科研究科勝山茂等人在573K用热压法合成Bi0.5Sb0.5Te3-BMImTFSI烧结体,并对其微结构和热电性进行研究,用扫描电镜观测烧结体断面。热电性能测定结果表明,随BMImTFSI含量增多,塞贝克系数缓慢降低,电阻率增高,而含0.1mL BMImTFSI的烧结体,比单纯Bi0.5Sb0.5Te3的电阻率高2     

P型Yb_yFe_xCo_(4-x)Sb_(12)化合物的制备及热电性能

采用熔融法制备了P型填充式方钴矿化合物Yb_yFe_xCo_(4-x)Sb_(12),并研究了Co位Fe掺杂对该化合物热电传输特性的影响.在300～850 K的温度范围内,测试了化合物的电导率、赛贝克系数和热导率.结果表明,化合物的主要相组成为Yb_yFe_xCo_(4-x)Sb_(12),EPMA结果显示化合物中含有微量FeSb_2和CoSb_2杂质相.化合物的赛贝克系数均为正值,表明为p型半导体.随着Fe掺杂量的增加,化合物的电导率增加,晶格热导率降低,最小室温晶格热导率仅为1.33 W·m~(-1)K~(-1),对于化合物Yb_0.29Fe_1.2Co_2.8Sb_(12),在800 K时获得最大热电优值ZT约为0.67.     

SnxBi0.5-xSb1.5Te3热电材料的组织与性能研究

通过真空熔炼、球磨制粉、冷压成形和常压烧结制备具有高热电优值的p型SnxBi0.5-xSb1.5Te3热电材料。研究了Sn含量对SnxBi0.5-xSb1.5Te3热电材料晶体结构、微观形貌和热电性能的影响。结果表明：SnxBi0.5-xSb1.5Te3热电材料晶体结构为R-3m空间群斜方晶系的六面体层状结构;添加合金元素Sn,Bi0.5Sb1.5Te3基热电材料产生大量的纳米结构缺陷。合金元素Sn含量增加, SnxBi0.5-xSb1.5Te3热电材料载流子浓度和DOS有效质量增加,有效地提高电导率和功率因子;同时声子散射增强,显著地降低晶格热导率。在300K时,Sn0.015Bi0.485Sb1.5Te3的功率因子达3.10 mW?m-1?K-2,晶格热导率为0.358 W?m-1?K-1,ZT值为1.25。并且在300～400 K温度范围内,Sn0.015Bi0.485Sb1.5Te3的ZT值为1.25～1.33。     

La_xSr_(1-x)TiO_3氧化物热电材料的制备与电传输性能

利用溶胶凝胶(sol-gel)法和放电等离子烧结(SPS)制备了单相的钙钛矿结构La_xSr_(1-x)TiO_3 (0≤x≤0.15)块体材料,与传统的固相反应法相比,烧结温度大幅降低.在室温至679 K的温度范围内测量了La_xSr_(1-x)TiO_3 (0≤x≤0.15)的Seebeck系数和电导率,确定了最佳La掺杂量x=0.08.La_0.08Sr_0.92TiO_3在679 K时,最大功率因子PF=2.95 μWm~(-1)·K~(-2),随温度升高,PF增大趋势明显,表明在高温环境中可具有更大的PF.     

真空熔炼及热压烧结制备Na掺杂Bi_2Te_(2.7)Se_(0.3)热电材料的微结构研究

采用真空熔炼/研磨技术制备NaxBi2-xTe2.7Se0.3(x=0,0.02,0.04,0.06)热电材料粉末,利用热压烧结法制备块体样品。通过XRD和SEM对该材料的物相成分和断面形貌进行表征。结果表明:在适当的范围内掺杂Na元素及真空熔炼和热压烧结均不会改变合金的物相,仍为单相Bi2Te2.7Se0.3合金。真空熔炼及热压烧结制备的NaxBi2-xTe2.7Se0.3块体热电材料呈具有一定取向的层状结构、少许的孔隙分布以及结构不均匀性等一系列特征;随Na掺入量的增加,取向程度增大,孔隙数量减少,结构均匀性提高。     

Cr~(3+)掺杂LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料的制备及性能

采用高温固相法合成了Cr~(3+)掺杂的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料,研究了掺杂量对材料物理性能和电化学性能的影响。利用XRD、SEM对材料的结构和形貌进行了表征。结果显示,样品具有棱边清晰的尖晶石形貌。讨论了不同Cr~(3+)掺杂量对LiCrxNi_(0.5-0.5x)Mn_(1.5-0.5x)O_4(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)正极材料性能的影响。充放电测试、循环伏安和交流阻抗测试结果表明:当Cr~(3+)的掺杂量为x=0.1时(LiCr_(0.1)Ni_(0.45)Mn_(1.45)O_4)正极材料的性能最好,0.1、0.5、1、2及5 C的首次放电比容量依次为131.54、126.84、121.28、116.49和96.82 mAh·g~(-1),1 C倍率下循环50次,容量保持率仍为96.5%。     

熔体处理对Bi_(0.4)Sb_(1.6)Te_3+5%的Te合金热电性能的作用

采用直流4电极法探索P型Bi_(0.4)Sb_(1.6)Te_3+5%的Te合金的熔体结构转变温度范围,在此基础上,采用不同熔体处理工艺得到母合金,随后采用球磨、SPS烧结技术制备块体材料。结果表明,经历熔体结构转变后,烧结试样的电导率有明显提升,而Seebeck系数略有降低,故其功率因子增加。由于熔体结构转变试样具有更多的晶界以及晶体结构缺陷,增强声子的散射,使合金的热导率显著降低。因此经历熔体结构转变的试样具有更优的热电性能,且在120℃时ZT(热电材料性能参数)值最大,为1.17。     

F~-掺杂LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料的制备及性能研究

为改善LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的倍率性能和循环性能,采用二步固相法制备了F-掺杂的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4-x)F_x(x=0,0.05,0.1,015,0.2)正极材料,讨论了不同F掺杂量对材料性能的影响。X射线衍射、扫描电镜结果表明,掺杂和未掺杂的正极材料都为单一的尖晶石结构,粒度分布均匀。充放电测试、循环伏安和交流阻抗测试结果表明:当F的掺杂量为x=0.1时(LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(3.9)F_(0.1))正极材料的性能最好,0.1,0.5,1,2及5C倍率的首次放电比容量依次为129.07,123.59,118.49,114.49和92.57 mAh/g。1C倍率下循环30次,容量保持率仍为98.84%。     

热压P型 Bi_2Te_3 基合金的结构演化和热电性能

以P型四元(Bi,Sb)_2(Te,Se)_3合金熔炼锭为原料,经过两次热压获得了结构致密和热电性能优异的热电材料,且与相同组分的粉末热压工艺制备的样品进行了对比。分别采用XRD和SEM对熔炼合金锭、一次和二次热压块体、粉末热压样品的物相、微观结构进行了分析,对材料室温热电性能进行了测试。结果表明:采用两次热压方法制备的样品相对密度升高、局部晶粒细化,其热电性能明显升高且优于同组分热压样品,在室温取得的热电性能优值Z为2.64×10~(-3)K~(-1)。     

新型热电材料β-Zn_4Sb_3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尽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。结果表明,β－Ｚｎ４Ｓｂ３在热电转换领域有潜在的应用前景。     

热压烧结制备Sb2Te3热电材料的微结构研究

采用石英管真空封装高纯度的Sb和Te粉末,在800℃熔炼12h,炉冷后研磨制备Sb2Te3粉末,真空热压烧结(480℃,20 MPa,保温1h),制备出Sb2Te3块体材料.用XRD、SEM和EDS对材料的物相、形貌和成分进行表征.XRD分析表明,真空熔炼合成粉末和热压烧结块体材料的XRD图谱峰与Sb2Te3的标准衍射图谱相对应.Sb2Te3热压块体材料在平行于热压方向的断面上分布有大量层片状结构,层片厚度均小于1μm,在层片状结构之间均匀分布着短的片状结构.与热压方向垂直的断面上也是层片状结构,层片状较短且分布较均匀,层片厚度大多在1μm左右.材料中Sb和Te的原子百分数分别为38.2％、61.8％,接近2∶3的原子百分比.     

(Bi_(0.46)Na_(0.46)Ba_(0.06)La_(0.02))Zr_xTi_((1-x))O_3反铁电陶瓷介电性能及储能性能的研究

采用传统固相反应法制备无铅反铁电陶瓷材料(Bi0.46Na0.46Ba0.06La0.02)ZrxTi(1-x)O3(x=0,0.02,0.04,0.06),研究了材料的相结构、介电及储能性能。结果表明,随着Zr含量增加,晶粒尺寸逐渐减少,介电常数逐渐减少,储能密度先增加后减少。少量的Zr掺杂(x=0.02)可以大幅度提高陶瓷的储能密度。在60kV/cm的电场下,其储能密度由x=0的0.43 J/cm3提高到x=0.02的0.77 J/cm3,提高了近80%。     

高压合成Sr_(0.5-x)Co_xBi_(0.5)FeO_3的物理性能

正东京大学化学研究所Pemg XIONG等人采用高压合成法制造Sr_(0.5-x)Co_xBi_(0.5)FeO_3,SXRD测定表明是钙钛矿型晶体,x=0.1~0.2时,由菱形六面体转变为正交系晶体。穆斯堡尔谱线表明,常温下固溶呈现异常高价位Fe~(3.5+)。Fe~(3.5+)当0.0≤x≤0.4时,出现电子不稳定性,发生3∶1CD(Fe~(3.5+)→3/4Fe~(3+)+1/     

退火温度对(Pb_(0.5)Sr_(0.5))TiO_3薄膜光学性能的影响(英文)

以三水醋酸铅、醋酸锶、钛酸丁酯为原料,乙二醇甲醚、去离子水、乙酰丙酮做溶剂。用溶胶-凝胶法制备(Pb0.50Sr0.50)TiO3 (PST)前驱体溶液,通过旋涂工艺在石英玻璃基片上沉积 PST 薄膜。薄膜经 650 至 800 ℃退火 30 min,升温速率为 3℃/min。不同温度晶化的 PST 薄膜用 X 射线衍射测量其晶体结构,用原子力显微镜观测其表面形貌。不同温度退火薄膜的光学透射谱用双光束紫外-可见光分光光度计测量。薄膜的吸收边,即带隙能可以根据直接跃迁估计。650、700、 750 和 800℃退火的薄膜样品的直接带隙能分别为 3.74、3.75、3.76 和 3.75 eV。     

Zr_(0.5)La_(0.5)Ni_(1.5)Fe_(0.5)储氢合金的制备及其显微组织

利用悬浮熔炼技术,合成了Zr0.5La0.5Ni1.5Fe0.5储氢合金,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDX)分析了热处理前后合金的显微组织。结果表明,Zr0.5La0.5Ni1.5Fe0.5热处理前主要由Zr Ni2、La Ni和少量Zr7Ni10相组成,而热处理后主要由Zr Ni2相和La Ni相组成。在凝固过程中首先从熔液中析出熔点最高Zr7Ni10相,然后析出熔点较高的C15型Laves相Zr Ni2,最后析出熔点较低的La Ni相,由于凝固速度较快,导致成分分配不均匀。热处理后,Zr Ni2相中的La元素减少,La Ni相中La和Ni的含量略有增加,Zr Ni2相晶间的杂相Zr7Ni10消失,合金成分分布更加均匀。     

TiMn_(1.5-x)Cr_x合金的贮氢性能研究

在40℃及初始氢气压力为4MPa条件下,测定了TiMn_(1.5-x)Cr_x合金的首次吸氢动力学曲线,并在19℃测定了TiMn_(1.5-x)Cr_x-H体系的放氢压力-组成等温线。结果表明,用Cr取代TiMn_(1.5)合金中部分Mn时,缩短孕育期,提高吸氢速率,增加吸氢量,放氢量也有一定增加,改善了合金贮氢性能.     

新型热电材料的制备及热电性能的研究

采用熔融退火结合等离子活化烧结技术合成了单相的Ba2SnTe5和BaAg2SnSe4化合物,并研究了他们的晶体结构、相组成、微结构以及电性能和热性能。结果表明:该类材料具有极低的晶格热导率和较高的Seebeck系数。另外,BaAg2SnSe4基材料因高对称性的晶体结构,是一种潜在的热电材料,为今后设计高性能热电材料提供了新思路。