两元P-型梯度结构热电材料FeSi_2/Bi_2Te_3的制备与性能

采用热浸焊法用纯Sn作为过渡层制备了P 型FeSi2 /Bi2 Te3 梯度结构热电材料并对其热电性能进行了测试。发现当热端温度在 5 10℃以下时 ,梯度结构热电材料的平均Seebeck系数保持恒定 ,达 2 2 0 μV/K至 2 5 0μV/K左右 ,显著高于单一均质材料 (Bi2 Te3 和 β FeSi2 )在相同温度范围内的平均Seebeck系数。梯度结构热电材料的输出功率较单种材料高 1.5至 2倍以上 ,且当材料经 190℃ ,10 0h与 2 0 0h的真空退火后 ,输出功率几乎不变。金相观察表明 ,在Sn层与两半导体界面处 ,没有明显的Sn扩散迹象 ,说明在所试验的条件下 ,用Sn作为过渡层热稳定性较好。     

两元P—型梯度结构热电材料FeSi2／Bi2Te3的制备与性能

采用热浸焊法用纯Sn作为过渡层制备了P－型FeSi2/Bi2Te3梯度结构热电材料并对其热电性能进行了测试,发现当热端温度在510℃以下时,梯度结构热电材料的平均Seebeck系数保持恒定,达220uV/K至250uV/K左右,显著高于单一均质材料（Bi2Te3和β－FeSi2)在相同温度范围内的平均Seebeck系数,梯度结构热电材料的输出功率较单种材料高1．5至2倍以上,且当材料经190℃,100h与200h的真空退火后,输出功率几乎不变,金相观察表明,在Sn层与两半导体界面处,没有明显的Sn 扩散迹象,说明在所试验的条件下,用Sn作为过渡层热稳定性较好。     

SnTe热电材料的制备与性能

采用球磨和快速热压的方法制备了SnTe样品。通过改变球磨时间来控制SnTe样品的晶粒大小,再通过改变Sn含量来填补Sn的本征空位,来实现载流子浓度的调控,研究了不同的球磨时间及成分对SnTe材料热电性能的影响。结果表明:控制球磨时间可有效地控制SnTe材料晶粒的大小,降低其晶格热导率;添加适当过量Sn的样品,空穴载流子浓度大幅下降,其低温段的性能得到了大幅度的提升;当Sn的摩尔比过量3%时,空穴载流子浓度下降到2.2×10~(19) cm~(-3)。SnTe材料的热电优值(ZT)在500℃时达到0.76,略高于相同温度下文献所报道。由于本文材料低温段热电性能的大幅优化,其PF_(eng)和ZT_(eng)值显著提高。     

N型YbxCo4Sb12热电材料及涂层的制备与性能研究

采用熔融-退火-放电等离子烧结工艺制备了YbxCo4Sb12（x=0.27,0.28,0.29）合金块体样品。XRD、SEM、EDS分析表明,成功合成了Yb掺杂的单相CoSb3热电材料。当Yb含量从0.27上升至0.29,材料的功率因子随温度的升高呈现先上升后下降趋势,热导率则先下降后上升。由于相对较高的功率因子1815 μWm-1K-2以及较低的热导率2.23Wm-1K-1,合金Yb0.29Co4Sb12在773K时获得较高的ZT值0.62。以磁控溅射法对N型热电元件Yb0.29Co4Sb12进行Al-Ni防护涂层溅射,SEM、EDS表明涂层与基底结合良好,经涂层防护后的Yb0.29Co4Sb12元件热电性能稳定性较好。以钎料Ag40Cu60对热电元件Yb0.29Co4Sb12与电极片Mo50Cu50的接头进行焊接行为研究,发现界面处结合良好,界面处Co、Sb、Yb、Mo等元素未发生严重扩散。     

M-Rh-O热电材料的研究进展

综述了La-Rh-O、Bi-Rh-O、Cu-Rh-O、Ca-Rh-O、Zn-Rh-O、Li-Rh-O系列铑基氧化物热电材料的最新研究工作,分析其晶体结构、制备方法、元素掺杂对热电性能的影响,认为铑基氧化物热电材料是目前很有潜能的新型热电材料。     

Bi-Te基热电材料的研究进展

阐述了Bi2Te3热电材料的基本特性，评述了Se，TeL4，SiC，RE（La，Ce等）的掺杂对BiTe材料热电性能的影响，以及国内外掺杂Bi—Te基热电材料的研究进展。介绍了Bi—Te基合金的制备技术的发展。最后指出通过材料的结构优化、组分调整及制备技术的改进，可以进一步提高材料的热电性能，得到理想的热电优值。     

含钌热电材料研究进展

热电材料是能够利用固体内部载流子运动实现热能和电能直接相互转换的功能材料,其转换效率取决于材料的热电优值ZT。介绍了几种典型的钌基合金的晶体结构特征及其热电性能,论述了钌掺杂对合金热电性能的影响规律,阐述了含钌热电材料研究现状。     

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。     

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。     

AgxPbmSbSem＋2纳米-微米复合热电材料的制备及其性能

以硝酸铅、硝酸银、硝酸锑、硒粉为原料，硼氢化钾为还原剂，水热合成出AgxPbmSbSem＋2（m=10，14，18，x=1，0．85）纳米粉末。X-射线衍射分析表明粉末均呈NaCl型晶体结构，粒径在20～60nm之间。采用无压烧结的方法制备了热电块体材料。扫描电子显微镜观察表明烧结体由纳米和微米两种晶粒组成，前者被包裹在后者内，试样的相对密度大于90％，最高的达96．3％。详细研究了不同成分的试样在同一烧结条件下的体积收缩、烧失量和气孔率，测试了Ag0.85Pb18SbSe20从室温至450℃的热电性能。其Seebeck系数随温度提高单调增加，450℃时达到275μV／K;电导率随温度提高先增加后降低，165℃时达到最大值：196Ω^-1cm^-1。     

含Sm、Mn的P型FeSi_2基热电材料的电学性能

用悬浮熔炼法制备了含Sm、Mn的P型FeSi2基热电材料。实验结果表明,其电学性能是由掺杂的两种元素共同决定的,Sm对降低样品电阻率的作用较大,而Mn有助于提高样品的热电动势率。要保证有较高功率因子,Mn、Sm掺杂总摩尔分数应小于5%,而Mn的最佳掺杂摩尔分数在1.7%左右。     

High temperature thermoelectric properties and energy transfer devices of Ca3Co4−xAgxO9 and Ca1−ySmyMnO3

The high temperature oxide thermoelectric materials of p-type Ca₃Co_4−xAg_xO₉ (denoted as p-Co349/Ag_x) and n-type Ca_1−ySm_yMnO₃ (denoted as n-Mn113/Sm_y) were prepared by the self-ignition method combined with a sintering technique. The influence of doping Ag and Sm on the thermoelectric properties of the corresponding materials was evaluated. The figures of merit, ZT, for the p-Co349/Ag_0.2 and n-Mn113/Sm_0.02 materials reached maxima of 0.20 and 0.15 at 973 K, respectively. The performances of thermoelectric devices constructed with the p- and n-type pairs were evaluated in terms of the maximum output power (P_max) and manufacturing factor. The P_max and volume power density for the four-leg devices reached 36.8 mW and 81.9 mW cm⁻³ at ΔT of 523 K, respectively.     

大口径榴弹弹体成形工艺改进及工艺装备设计

分析了传统的大口径榴弹弹体热挤压成形工艺在工序流程、产品质量、生产效率、成本控制和装备安全性等方面存在的不足,并提出了改进方案,将弹体生产过程分为压型、缩径-反挤压、首序收口和次序收口4个工序。以某型Ф155 mm口径榴弹弹体为研究对象,基于有限元模拟软件DEFORM-3D,利用改进后的工艺对弹体成形过程进行了数值模拟,获得了金属的流动状态和各工序中温度场、应变速率场、等效应变场的分布特性以及载荷的变化规律。最后提出了压型、缩径-反挤压工序的组合工艺装备以及两道次收口工序的组合工艺装备的设计方案,新的装备设计方案可为弹体成形装备的升级换代提供参考。     

薄板冲模排样设计及防跳废料解决方案

本文主要通过对薄金属材料冲模排样的分析,结合工厂的实际工作经验,介绍了薄金属材料冲模排样设计方法和防跳废料的处理措施,对相似类型的模具设计具有一定借鉴意义。     

特深孔铝拉杆热挤压工艺与模具设计

对拉杆形状尺寸和材料性能进行了分析,针对拉杆材料(2A12)塑性差、孔特别深的特点,提出了分两道工序进行热挤压成形的方案,实现了在顶出行程为300 mm的3 150 kN通用油压机上成功挤出杆长450.5 mm、孔深397 mm的特深孔件,解决了挤出长度超过油压机顶出行程的问题,成形的零件外圆和内孔同轴度良好,为解决特深孔件的加工提供了一种可供借鉴的思路。     

高端冷轧箔带形状/性能协同测控现状及趋势预测

随着柔性屏、微型机电、医疗仿生、环保节能等高端产品的快速发展和迅速产业化,不同材质、规格的特种合金箔带的市场需求和质量要求水涨船高,尤其以厚度0.1 mm以内的压延箔带原材料,在微成形、微制造、微装备等高端领域不可或缺。然而,在轧制形变过程中,大宽厚比高端箔带受晶粒、织构、表面形貌、瞬态温度和力学状态的影响明显,普遍存在不同程度的尺寸效应和局部失稳现象,不仅直接影响退火组织和精整工艺制度,使箔带生产关联工序繁多,而且形状尺寸和力学性能差异大,间接影响产品质量,导致成本激增。为了从根本上解决难变形合金箔带的形状/性能指标,提高其室温/低温冷轧形变特性和综合性能,不仅需要从微观组织和表面形貌多角度重构传统的各向同性本构关系,考虑晶粒、织构、热、力、位移差异带来的尺寸耦合特征和同步匹配关系,而且还需要从检测仪器仪表、工况误差、大数据聚类评估等角度,协同分析形变、性能之间的逻辑关系和调控规律,从而改善板形、板厚、表面质量、机械性能等指标。基于上述思路,分别从形状/性能表征、形变机理、测控过程、检测装备、数学模型等方面,阐述总结了当前冷轧箔带的研究现状,梳理了瞬态温度、组织形貌、界面形貌、形变形状和力学性能之间的关系,并针对难变形新材料的异步电轧改形改性新工艺和室温增塑增韧成形机制进行了趋势预测,尝试为大宽厚比特种合金箔带形状/性能协同测控的理论研究和快速应用提供新的思路。     

基于感应加热的镁合金带内筋筒形件热强旋旋前温度场研究

对于镁合金带内筋筒形件的热强旋成形,旋前管坯的温度场分布对成形过程中的材料流动及旋压件的成形质量具有重要影响.基于多物理场耦合软件COMSOL,建立了ZK61镁合金带内筋筒形件热强旋旋前管坯电磁感应加热模型,模拟分析了不同感应加热参数条件下管坯温度场的分布情况,并通过实验验证了模型的可靠性.研究结果表明:相比电流强度,...     

大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形研究

应用ABAQUS/Explicit软件平台建立了大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形过程的有限元数值模型,通过数值模拟对大直径薄壁铝合金封头在剪切旋压过程中的应力应变分布进行了分析,获得了工艺参数对成形质量的影响规律为:随旋轮圆角半径R、旋轮进给比f及芯模转速n的增大,旋压件的不均匀变形度呈增大趋势;随旋轮圆角半径、旋轮进给比的增大,旋压件壁厚极小值逐渐减小;随芯模转速提高,壁厚极小值增大,旋压件壁厚极大值对工艺参数的变化不敏感。在此基础上确定了优化工艺参数为:R=12 mm,f=1 mm·r~(-1),n=40 r·min~(-1),并进行剪切旋压成形试验,获得了质量合格的Ф2600 mm大直径薄壁铝合金封头样件。     

大型厚壁深槽环件卧式复合轧制新方法理论与模拟(一)

由于大型厚壁深槽环件特殊的几何特征,需要采用自由锻与切削的工艺,导致能源材料消耗高、效率低、产品性能差。该文提出一种用于成形大型厚壁深槽环件的卧式复合轧制新方法,基于环件卧式复合轧制成形原理,提出了主要成形参数的设计方法;利用ABAQUS有限元软件进行三维热力耦合有限元建模与模拟分析,验证了环件卧式复合轧制技术可行性,揭示了轧制过程中环件几何尺寸、应变、温度以及力能参数分布演变规律。研究成果为深入研究大型厚壁深槽环件卧式复合轧制成形机理和工艺设计方法奠定了重要基础。