笼状Ba8Ga14Ge32、CoSb3和层状BiCuSeO热电材料的高压合成及性能研究

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chinafeed
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
热电材料能够实现热能和电能的直接转化,在温差发电和热电制冷领域有很高的应用价值。笼状结构的Ba8Ga14Ge32、CoSb3化合物具有声子玻璃-电子晶体(PGEC)的特征,是一类重要的热电材料。在制备这类材料的过程中引入压力,能够有效调控合成反应的生成焓,加快反应速度,改善材料的热电性能。此外,层状结构的BiCuSeO是近年来备受关注的新型热电材料,高压条件下的合成有待进一步调查。本文针对这两类材料的高压合成和热电性能展开研究。  探索了Ba8Ni0.1Zn0.54Ga13.8Ge31.56笼状化合物的高压合成工艺。采用高压合成结合法制备了Ba8-xYbxNi0.1Zn0.54Ga13.8Ge31.56样品,分析测试了合成样品的结构和热电性能。研究发现:样品具有Ba8Ga14Ge32笼状化合物的晶体结构,Yb取代了笼子中的Ba;Yb取代Ba的样品,电输运性能得到改善,晶格热导率降低;x=0.3的样品中存在微量的Yb2O3,能够进一步降低热导率,该样品的ZT值在900K时达到了0.91。  研究了稀土元素La填充CoSb3材料的高压合成。采用高压合成法制备了单相的LaxCo4Sb12样品,分析了合成样品的结构和热电性能。高压合成的LaxCo4Sb12样品,La的最大填充分数达到0.29,与常压下制备的样品相比,提高了30%左右。较高的La填充分数不仅改善了材料的电输运性能,还进一步降低了样品的热导率。La0.29Co4Sb12样品的功率因子峰值达到了4630μWm-1K-2,ZT值在863K时达到了1.06。  探索了BiCuSeO层状化合物的高压合成工艺。研究发现,高压合成法能够在较短的时间内合成出单相的BiCuSeO化合物。采用高压合成法制备了Pb元素掺杂的Bi1-xPbxCuSeO化合物,分析测试了样品的结构和热电性能。Pb掺杂显著改善了样品的电输运性能,Bi0.95Pb0.05CuSeO在整个测试温度范围内都具有较高的功率因子,样品的ZT值在823 K时达到了0.86。此外,研究了SPS烧结的Bi0.95Pb0.05CuSeO层状化合物的取向性及其对热电性能的影响,发现SPS多晶样品的ab面倾向于沿垂直烧结压力方向取向,样品在垂直于烧结压力方向具有更好的电输运性能,热导率也较高。  采用高压合成法制备了Li掺杂的Bi1-xLixCuSeO化合物,分析测试了合成样品的结构和热电性能。碱金属Li掺杂能够有效调节材料的载流子浓度,改善材料的电输运性能;掺杂引入的点缺陷降低了样品的晶格热导率。Bi0.925Li0.075CuSeO样品的ZT值在873K时达到了0.75。
其他文献
热电材料作为一种新型的、环境友好型的洁净能源材料一直以来备受国内外研究者的关注。目前提高热电材料性能的途径主要有掺杂、固溶、结构纳米化和微纳复合等等,这些研究主要
习近平总书记指出,要健全国家储备体系,科学调整储备的品类、规模、结构,提升储备效能.这一高屋建瓴的论断,为新时代国家储备工作提供了根本遵循,指明了前进方向.当下,全球安
期刊
随着互联网技术的进步和信息化应用的普及,媒体传播实现了从传统媒体到自媒体的跨越式发展.大学生是微博、微信、贴吧、短视频平台等自媒体的主要使用群体,重视自媒体在高校
期刊
建设新时代文明实践中心,是守正创新做好基层宣传思想工作的战略举措,是时代之需、使命所系、群众所盼.其面临的突出问题是“谁来做、做什么、怎么做”,重点和难点是怎样最大
期刊
在五四青年节到来之际,习近平总书记寄语新时代中国青年继承和发扬五四精神,坚定理想信念,站稳人民立场,练就过硬本领,投身强国伟业,始终保持艰苦奋斗的前进姿态,同亿万人民
期刊
今年是脱贫攻坚决战决胜之年,又遭遇突如其来的疫情,攻坚任务更重、要求更高,一刻也不能等、不能拖.在3月6日召开的决战决胜脱贫攻坚座谈会上,习近平总书记对决战决胜脱贫攻
期刊
新冠肺炎疫情是近百年来对世界各国威胁最大的一次流行性病毒疫情,也是对国际合作和全球治理的一次重大考验.自二战结束以来,还没有一个事件像这次疫情一样,使得世界各国如此
期刊
随着世界人口快速增长和工业化大发展,全球大气环境中二氧化碳气体浓度急剧上升。二氧化碳浓度的增大和“温室效应”导致温度的提高将大大加剧钢筋混凝土结构的碳化,碳化反应会