一、B掺杂CoSi的微观组织和单晶热电性能（论文文献综述）
吕途[1]（2021）在《SnTe和Bi2Te3基热电材料的性能优化研究》文中研究表明随着社会发展与能源需求的矛盾与日俱增,平衡经济增长、能源消耗与环境保护三者之间的关系成为了世界范围内的挑战。因此,迫切需要发展可再生能源材料与技术来缓解能源危机问题。在诸多新材料中,热电材料可以直接实现热能与电能之间的相互转换,在功率发电和固态制冷等领域有着重要的应用前景,有望成为缓解当下能源危机的最佳候选材料。在高性能热电材料中,窄禁带碲化物占据重要的地位,例如,SnTe和Bi2Te3。SnTe与PbTe具有相同的晶体结构和相似的双能谷价带结构,并且具备无毒和环境友好等特征,被认为是可以替代PbTe的潜在热电材料。但是,SnTe中存在本征Sn空位,导致过高的载流子浓度恶化了 Seebeck系数,同时,又具有较高的晶格热导率,从而使其热电性能相对较低。若想实现功率发电,其性能仍有待进一步提升;而Bi2Te3基热电材料在室温附近具有良好的热电性能,是实现室温温差发电以及固态制冷的首选材料。但目前为止,其在功率发电方面尚未发展完全,进一步优化Bi2Te3基热电材料在300K～500K温度区间的热电性能,对于其在功率发电领域的应用具有现实而长远的意义。针对上述问题,本文采用熔融合成结合放电等离子烧结以及高压烧结技术,制备了 SnTe与Bi2Te3基热电材料,并通过设计元素掺杂、第二相复合,同时结合点缺陷工程、纳米结构工程等方法进一步优化其热电性能。具体研究内容以及结论如下:（1）基于异价Sb离子与SnTe中本征Sn空位之间的相互作用,采用协同的电荷平衡补偿掺杂方法,设计了一系列的Sn1-xSb2x/3Te（0 ≤x<0.20）化合物。该化合物中,每3个Sn2+被2个Sb3+以及1个Sn空位所取代。在第一级近似下,该化学组成根据电子计数规则不会贡献净的载流子,并且可以确保当生成第二相Sb2Te3之后不改变主相成分。但实际中,通过作为施主的Sb3+和作为受主的Sn空位之间的补偿作用,实现了载流子浓度的精微调控,使载流子浓度随着Sb掺杂含量的增加而逐渐降低,从而优化了材料的电输运性能。同时,共存的Sbsn取代以及Sn空位有效地散射载热声子,降低了材料的晶格热导率。最终,Sn1-xSb2x/3Te（x=0.12）样品在873K时获得了最高zT值～1.1。（2）在Sn1-xSb2x/3Te（x=0.10）的成分基础上,研究了 Pb-Sb共掺杂对材料热电性能的影响。由于Pb原子与Sn原子之间存在较大的原子质量差和原子尺寸差,采用Pb取代Sn位引入了质量和应力场波动,加强了点缺陷对声子的散射,进一步降低了材料的晶格热导率。此外,材料的载流子浓度随着Pb掺杂含量的增加而逐渐下降,从而提高了材料的Seebeck系数。最终,Pb掺杂含量为18 at%的样品在773K时获得了最高zT值～1.02。（3）研究了稀土元素Sm掺杂对p型（Bi0.2Sb0.8）2（Te0.97Se0.03）3热电性能的影响。结合成分以及微观形貌分析,测量了材料在298K～473K温度区间的电输运和热输运性能。我们发现,Sm掺杂没有明显改变样品的晶体结构对称性,并且在保持Seebeck系数基本不变的情况下提高了材料的电导率,进而获得了更高的功率因子。同时,Sm掺杂引入点缺陷散射声子,有效地降低了材料的晶格热导率,使Sm掺杂含量为0.4 at%的样品在423K时获得了最低热导率～0.92Wm-1K-1,并获得了最高zT值～1.22,相比于未掺杂样品提高了近～25%。此外,与通常认为的Sm元素以Sm3+方式取代Bi3+的观点不同,通过XRD衍射分析结合晶格常数的变化表明Sm元素为低于3价掺杂。（4）通过熔融合成结合高压烧结制备了 Gd掺杂（Bi0.2Sb0.8）2（Te0.97Se0.03）3热电材料,并对其退火前和退火后的样品分别进行了热电性能测试。研究发现,采用高压烧结可以制备具有高密度、高结晶度以及多取向纳米级晶粒的Bi2Te3热电材料,并在Bi2Te3晶体中引入了类似于调制结构的缺陷。共存的纳米级晶粒以及调制结构等缺陷有效地散射声子,降低了材料的晶格热导率。同时,通过退火处理实现了对材料内禀点缺陷的调控,优化了材料的载流子浓度,从而提高了 Seebeck系数。此外,通过Gd掺杂进一步提高了材料的电导率,使Gd掺杂含量为0.4 at%的样品在348K时获得了最高zT值～1.1,同时在298K～473K温度区间内获得了平均zT值～0.90。（5）研究了Co掺杂对n型Bi2（Te0.97Se0.03）3热电性能的影响,并分析了Co在基体中存在形式。结果发现,Co在n型Bi2（Te0.97Se0.03）3热电材料中具有较低的溶解度,其最终形成了微米级第二相CoTe2镶嵌在基体中。微米级第二相作为声子散射中心散射长波长声子,再结合少量的Co原子取代引入点缺陷散射短波长声子,有效地抑制了材料的晶格热导率。同时,载流子与Co离子携带的局域磁矩之间的相互作用提高了态密度有效质量,从而获得了更高的Seebeck系数。最终,Co含量为8 at%的样品在398K时获得了最高zT值～0.77。
秦丹丹[2]（2021）在《Yb0.3Co4Sb12的第二相和受主掺杂改性及机理》文中研究指明热电材料作为一种能够实现热能与电能之间直接转换的能源材料,在废热发电及热电制冷领域具有广阔的应用前景。在中温区间,Co Sb3基方钴矿因具有较高的热电性能和结构稳定性,被认为是最具商业化应用的热电材料之一。其中,Yb0.3Co4Sb12合金是最具代表性的n型单填充方钴矿,但较高的热导率仍有降低的空间。因此,在不损伤电性能的同时显着降低合金的热导率是提高热电性能的最有效途径之一。本文提出采用第二相和受主掺杂的方式分别降低Yb0.3Co4Sb12合金的晶格热导率和电子热导率,进而降低总热导率,提高热电优值。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、激光热导仪、塞贝克系数/电导率测试系统、霍尔系数测量系统、纳米压痕仪、维氏硬度计等系统研究了第二相和受主掺杂对Yb0.3Co4Sb12合金的微观组织、热电输运特性以及力学性能的影响规律和机制。研究结果表明,通过额外添加等原子比的Co和Si结合熔体旋甩和热压烧结方法,在Yb0.3Co4Sb12合金中原位构建了弥散分布的Co Si纳米粒子,增强声子散射,降低晶格热导率;同时,相界面处的肖特基势垒屏蔽掉部分低能载流子,增大Seebeck系数,提高功率因子。当Co Si掺杂量为0.05时,合金因具有最大的功率因子及最低的晶格热导率,ZTmax和ZTave均达到最大值,分别为1.5@873 K和0.96（300～873 K）。另外,硬质相Co Si纳米粒子的引入因沉淀强化作用提高了合金的硬度和断裂韧性。研究发现,在Yb0.3Co4Sb12合金中额外添加Al可原位构建与基体呈欧姆接触的亚微米尺度Co Al相。Al掺杂后引起Yb填充量的减少,载流子浓度及电导率先降低后略有增大,Seebeck系数提高,低温区间的功率因子明显增大;晶格热导率先升高后降低再升高,总热导率下降;Al掺杂量为0.3时,ZTmax和ZTave均达到最大值,分别为1.36@873 K和0.96（300～873 K）。通过额外添加等原子比的Co和Al,确保Yb填充量不变的情况下,查明Co Al相中部分电子注入到基体相中,提高了载流子浓度和电导率,同时增强对声子的散射作用,降低晶格热导率。另外,硬质相Co Al粒子的引入,明显改善了合金的力学性能。Ⅳ族元素的Sn或Ge受主掺杂提高了Yb0.3Co4Sb12合金的热电性能。随着Ⅳ族元素掺杂量的增加,载流子浓度显着降低,电离杂质散射强度增大,电导率明显降低,Seebeck系数的绝对值增大;合金的电子热导率明显减小,晶格热导率基本不变,双极热导率逐渐凸显,但总热导率显着降低。当Sn掺杂量为0.15时,ZTmax和ZTave达到最大值,分别为1.42@873 K和0.98（300～873 K）。相比于Sn掺杂,Ge掺杂因协同调控费米能级和电离杂质散射强度至最佳值,使其在较高掺杂量下仍具备良好的功率因子,促进了电子热导率的进一步降低。因此,Yb0.3Co4Sb11.75Ge0.25合金获得最大的ZTave为1.02（300～873 K）。在冷端温度为300 K,热端温度为850 K,腿长为4 mm的条件下,对优化出的合金进行理论输出功率密度及转化效率的计算,结果表明,Yb0.3Co4Sb12/0.05Co Si和Yb0.3Co4Sb12/0.3Al合金获得最大的理论输出功率密度,分别为9.61 W cm-2和9.53 W cm-2,在热源不受限制的条件下,该两种合金具有较大的优势。而Yb0.3Co4Sb11.75Ge0.25、Yb0.3Co4Sb11.75Ge0.25/0.05Co Si、Yb0.3Co4Sb11.85Sn0.15/0.05Co Si合金则具有最大的理论转化效率,均为15%,在热源受限的情况下,该三种合金具有最大的实际应用潜力。
牛夷[3]（2020）在《硫族化合物热电材料性能的研究及优化》文中提出(Ag,Cu)2X（X=S,Se,Te）化合物热电材料因易可控化合成,且组成元素无毒无害而受到广泛关注。通常,这类材料在低温下呈低对称性结构,随着温度升高,发生相变转变为具有“电子-晶体,声子-液体”特性的高对称性立方相,并表现出优异的热电性能。然而,这类材料的低温热电性能依旧较低,且相变的发生易导致材料或器件发生不可逆的损害,不利于商业化应用。鉴于此,本文以Cu2Te及Ag Cu Te基化合物为研究对象,大幅优化了这类材料的热电性能,尤其是低温热电性能,并抑制了相变的发生;进一步地,基于所研究材料制作了热电发电单臂,并测试其能量转换效率,提出利用热电效应优化电池能量密度、提高电池安全性的新思路。主要研究内容如下:（1）通过（Ag,S）共合金化的方法,分别优化了Cu2Te化合物的电、声输运性能。研究发现,合金化Ag可以有效抑制Cu空位形成,降低体系载流子浓度,进而提高基体材料塞贝克系数和功率因子。其中,Cu2Te和Ag0.7Cu1.3Te的室温载流子浓度分别为4.53×1020 cm-3和2.05×1020 cm-3,前者在300 K和773 K时功率因子分别为2.7μW cm-1 K-2和5.4μW cm-1 K-2,后者在相同温度下功率因子分别为4.4μW cm-1 K-2和10.1μW cm-1 K-2;基于此,通过电负性更大的S取代Te,进一步调节载流子浓度,Ag0.7Cu1.3Te0.92S0.08室温载流子浓度降低至8.95×1019 cm-3。载流子浓度降低导致载流子热导率和总热导率同时降低,结合这类材料本身极低的晶格热导率,Ag0.7Cu1.3Te0.94S0.06在整个测试温度范围内的热导率低于0.6 W m-1 K-1,在773 K时ZT值达到1.4。（2）通过I掺杂Ag Cu Te,在室温附近引入更加稳定的立方相结构,从而在研究温度范围内弱化甚至抑制了相变的发生。此外,针对Ag Cu Te中本征阳离子空位导致载流子浓度较高的问题,I掺杂还能有效降低载流子浓度,Ag Cu Te和Ag Cu Te0.875I0.125的室温载流子浓度为分别1.26×1020 cm-3和5.14×1019 cm-3,进而提高塞贝克系数、降低载流子热导率。相比于基体材料,Ag Cu Te0.9I0.1的室温塞贝克系数提高了122%,载流子热导率降低了81%。由于电声输运参数的协同优化,材料的热电性能也得以大幅提升:Ag Cu Te0.9I0.1在室温和463 K时的ZT值分别为0.3和0.9,在该温度范围内的平均ZT值达到0.64,优于多数同类材料在该温度范围内的平均热电优值。此外,重复实验及平行实验表明该材料同时表现出良好的重复性及稳定性。（3）在Ag Cu Te中,通过原子尺寸更小的Se替代Te,可以起到增加间隙空间的作用,进而成功地将性能优异的高温立方相固定在室温附近,以优化低温热电性能。Ag Cu Te0.9Se0.1在353 K时出现功率因子最大值,为6.8μW cm-1 K-2,在300-673 K范围内平均功率因子为6.2μW cm-1 K-2;另一方面,由于电导率降低,且引入缺陷,合金化后样品低温段载流子热导率和晶格热导率同时降低,Ag Cu Te0.9Se0.1的室温ZT为0.3。进一步地,通过调节阳离子空位优化载流子浓度,从而提高塞贝克系数和功率因子。其中,（Ag Cu）0.995Te0.9Se0.1室温功率因子为11.4?W cm-1 K-2,在353 K时达到最大值,为13.8?W cm-1 K-2。由于电输运性能的大幅优化,（Ag Cu）0.995Te0.9Se0.1室温ZT为0.72,353 K时达到最大值1.1,在300-673K范围内平均ZT为0.96。（4）此外,我们对（Ag Cu）0.995Te0.9Se0.1的可靠性进行了评估。平行实验、重复实验及热处理表明,该材料具有良好的热稳定性和重复性。基于该材料,制作了热电发电单臂,并测试其输出功率和热电转换效率。实验结果表明,输出功率是电流和温差的函数。随着热端温度升高,待测样品两端温差变大,输出功率递增。当热端温度为723 K,外加电流为1.2 A时,有最大输出功率46.7 m W;在热端温度和冷端温度分别为723 K和322 K,电流密度为6.8 A cm-2时,热电转换效率达到11%。考虑到热电材料具有实现热能和电能相互转换的能力,提出了热电-电池复合系统,以实现电池废热-发电-充电-制冷的绿色闭环工作机制,进而实现电池能量密度和安全性的同时优化。同时,基于本研究匹配适宜的n型材料,在优化几何参数之后进行ANSYS仿真,结果表明当热端温度为723 K时,热电发电器件的输出功率为约52 m W,效率达到7.8%。
陈斌[4]（2020）在《基于MgB2和B掺杂的n型Bi2Te3基热电材料的性能优化研究》文中研究指明如今社会能源消耗量巨大,废热利用空间很大,热电材料和热电器件在废热回收发电方面的应用前景巨大,是国际上的研究热点之一。提升热电材料的综合性能是一切应用的基础。本论文以n型Bi2Te3基热电材料为研究对象,采用高温熔炼法、放电等离子烧结（SPS）等工艺制备了(Bi2Te2.7Se0.3)1-x（MgB2）x、(Bi2Te2.7Se0.3)1-xBx两个系列的样品;采用溶液法合成了Bi2Te2.7Se0.3纳米材料,掺杂MgB2并结合SPS技术制备了一系列纳米复合热电材料。具体研究了MgB2、B含量以及溶液法合成工艺对n型Bi2Te3基热电材料的热电性能和机械性能的影响。具体研究结果如下:（1）对熔炼法制备的(Bi2Te2.7Se0.3)1-x（MgB2）x系列样品的研究结果表明:通过掺杂少量的超导材料MgB2,可以同时增强一步放电等离子烧结法制备的n型Bi2Te2.7Se0.3合金的热电和机械性能,而其中Mg和B原子在载流子浓度优化和增强硬度方面扮演着重要角色。除了优化载流子浓度外,MgB2掺杂还可以增加载流子迁移率,并降低晶格和双极热导率,从而使掺杂0.5%MgB2的Bi2Te2.7Se0.3（BTSMB）合金在325 K处的ZT峰值能达到0.96,在300-500 K内的平均ZT值达到0.88。我们优化的BTSMB样品的ZT峰值和平均ZT值与目前用区域熔融法（ZM）制备的Bi2Te3基合金具有可比性,并高于后者。此外,与商用的ZM铸锭相比,优化的BTSMB样品的硬度也提高了近70%。（2）对熔炼法制备的(Bi2Te2.7Se0.3)1-xBx系列样品的研究结果表明:B掺杂不但可以有效的降低载流子浓度,使Seebeck系数大幅提升,还可以进一步增强机械性能。相对于n型Bi2Te2.7Se0.3合金,掺杂6%B的Bi2Te2.7Se0.3（BTSB）合金在室温下的热电性能有效提升了,在350 K处的ZT峰值达到0.95,在300-473 K内时平均ZT值为0.88。其中掺杂2%-6%的BTSB样品平均ZT值均在0.85以上。我们的结果表明B掺杂的优化策略可在很大温度区间提供优异的热电性能,有非常大的应用潜力。此外,与商用的ZM样品相比,B掺杂样品的硬度提高了近68%,抗压性能提升了近210%。（3）对基于溶液法制备的Bi2Te2.7Se0.3纳米复合材料进行MgB2掺杂的系列样品的研究结果表明:在通过溶液法制备的纳米复合热电材料获得低晶格热率的基础上,MgB2掺杂能进一步优化载流子浓度,从而增强热电性能。相比于未掺杂的Bi2Te2.7Se0.3样品的室温晶格热导率(0.70 Wm-1K-1),10%MgB2掺杂的样品能获得最低的晶格热导率0.34Wm-1K-1,降低了近50%。另外,掺杂样品的总热导率有大幅降低,电性能也有较大提升。
汤晓丹[5]（2020）在《二维层状结构Cr2Ge2Te6基材料热电性能的研究》文中认为能源危机和环境污染促使着研究者开发利用新型可再生的能源,而热电转换技术相比于现有的能源技术,具备特有的一些优点,如全固态转化过程、无机械传动部件、体积小、可靠性高、环保无污染、无噪音、无排放物等;并且,只要存在温度梯度,热电材料就能实现热与电的可逆转换,不受地域的局限。因此,热电转换为弥补现有能源的不足提供了一种独特的绿色能源技术。热电能源转换技术可直接将各种形式的废热以及来自太阳的热量直接转换为电能,也可为先进电子设备的热管理或人们的舒适而创造局部冷却。目前,该技术在航空航天、微型电子器件及医疗器件等方面已经有了广泛的应用,而在太阳热、工业废热、及汽车尾气废热等回收利用发电方面也具有广阔的应用前景。因此热电材料作为一种环境友好、稳定可靠的固态能源材料,引起了全球研究学者的关注。近十年来,热电材料研究取得了迅速的进展。特别是基于在混合型化学键的晶体结构中实现“高迁移率-低晶格热导率”的新概念,为探索发现新型热电材料提供了新的视角。具有六角形、三角形或四方对称性的层状结构能够为电子能带提供高简并度,从而保证材料体系具有良好的电输运性质,而本文的研究对象Cr2Ge2Te6正是满足上述要求的一个具有六方高对称结构、并且具有混合型化学键的窄带隙半导体。本文主要以本征低晶格热导率的p型Cr2Ge2Te6系列材料为研究对象,理论方面,通过对能带和态密度等第一性原理计算揭示元素掺杂对其电学输运性质影响的内在物理机制。实验方面,筛选合适的掺杂或固溶元素且探索其最佳含量,研究它们与热电参数之间的联系及影响规律,使得该材料体系的电学和热学输运性质得到优化;并通过扫描电镜SEM与透射电镜TEM对Cr2Ge2Te6基化合物的微观形貌及其化学成分进行表征与分析。此外,本文还探索了Cr2Ge2Te6单晶的制备及进行Fe、Mn元素的有效掺杂,探究该磁性掺杂元素对其磁转变温度的影响,展示Cr2Ge2Te6单晶低温下的电学性能,为该单晶热电材料后续的系列研究奠定了基础。本论文的主要研究内容如下:（1）利用固相反应结合放电等离子烧结技术,成功制备出高致密的Cr2Ge2Te6基多晶材料。基于Cr2Ge2Te6的本征低载流子浓度限制了其热电性能提升的事实,首先试图利用元素掺杂提升空穴载流子浓度,实验上通过对比多种元素单一掺杂Cr2Ge2Te6基化合物的电学性能,筛选出对提升其功率因子有明显效果的掺杂元素Fe,并优化其掺杂含量,研究Fe掺杂及其含量对Cr2Ge2Te6热电输运各个参数的影响规律,并探索了产物的微观形貌与电热输运性质的关联规律。运用第一性原理计算能带结构,对比Fe掺杂前后Cr2Ge2Te6的能带变化,揭示Fe元素掺杂对于提高其电导率的内在本质原因。实验数据表明,相比于母体沿着压力方向的功率因子PF极值～0.23 m W/m K2,Fe掺杂样品Cr1.9Fe0.1Ge2Te6在相同方向相同温度下得到最优的PF～0.37 m W/m K2,从而电学性质得到优化,结合该材料的本征低热导率,使得无量纲热电优值z T极值由0.3提升到0.4。此外,Cr2Ge2Te6本征二维层状结构的特点使其热电性能表现出明显的各向异性,通过对比沿着压力和垂直于压力两个方向的各个热电参数,得出该材料具有最优热电性能的方向是平行于压力的方向。（2）基于Fe元素掺杂对提高Cr2Ge2Te6载流子浓度的有效性,经过多次实验探索和筛选,并对比Fe、Mn这两种元素相同掺杂含量的Cr2Ge2Te6基化合物的热电性能参数,确定了比Fe掺杂更合适的Mn元素掺杂。通过理论计算对比Mn掺杂前后能带和态密度的变化,解释其对电学输运影响的物理机制;对比母体与掺Fe、Mn元素的Cr2Ge2Te6基化合物的投影态密度PDOS,探究掺杂元素对费米能级附近总的态密度的影响,探寻由掺杂而引入的杂质能级的起源,并揭示Mn元素较之Fe元素掺杂对提高空穴载流子浓度更有效的本质原因;理论计算能带结合单带抛物线模型,寻找Mn元素掺杂后迁移率升高的原因。运用SEM和TEM对Mn掺杂样品Cr1.9Mn0.1Ge2Te6进行微观结构表征和成分分析,验证样品中Mn元素的有效掺入,并探索微观形貌与热电性能参数之间的联系及影响机制。进一步优化Mn元素的掺杂含量,得出热电性能最佳的化合物为Cr1.9Mn0.1Ge2Te6,其功率因子极值可达到0.57 m W/m K2,是母体Cr2Ge2Te6的功率因子极值的2.5倍,而其热电优值z T极值可达到0.63,是母体的2倍,最终Mn元素掺杂较大程度的优化了p型Cr2Ge2Te6的热电性能。通过对比Mn掺杂Cr2Ge2Te6样品平行于压力和垂直于压力两个方向的热电性能参数,验证了平行于压力方向的热电性能更优异的结论。（3）通过在Ge位和Te位分别固溶同族元素Pb和Se,引入质量场和应力场波动,增大对声子的散射而降低晶格热导率。研究各个固溶化合物热电参数随温度及固溶量的变化规律,探索出Pb和Se元素的最佳固溶量,使得最低热导率极值可达到0.5 W/m K左右,并且不影响电学性能,其功率因子PF极值依然可保持母体的PF～0.23 m W/m K2左右,综合作用下,热电优值z T极值由0.3提升至了0.38左右。在最佳Pb和Se单一元素固溶Cr2Ge2Te6基化合物的基础上,进行Mn元素最佳含量的掺杂,探究双元素掺杂相比单元素掺杂对Cr2Ge2Te6热电性能的影响效果,其电学输运和热学输运性质相对独立地得到优化和改善,实现了电学和热学性能的协同调控,最终,双元素掺杂的化合物Cr1.9Mn0.1Ge1.9Pb0.1Te6和Cr1.9Mn0.1Ge2Te5.88Se0.12在830 K时的z T极值可达到0.8左右,相比于之前研究中最高的z T值～0.63,有着相当幅度的提升,最终实现了热电性能的进一步优化,对本征低热导率Cr2Ge2Te6热电材料的应用有了进一步的推动。（4）探索和完善Cr2Ge2Te6单晶材料的制备,合成了高质量的单晶样品并进行有效的掺杂,试图从其本征物理输运性能方面加深对该材料的认知。研究Fe、Mn元素掺杂对Cr2Ge2Te6磁转变温度的影响,解决了磁性元素掺杂是否会影响Hall载流子浓度测量的疑问,并探究低温下Cr2Ge2Te6单晶的电学性质,为未来Cr2Ge2Te6单晶的热电性能的深入研究提供了基础,从而为该体系进一步的热电性能优化提供指导。
忻佳展[6]（2019）在《镁基热电材料的可控制备、电声输运及性能优化》文中研究表明镁基热电材料具有原料丰富、环保、价格低廉、密度低等显着优点,归属其中的N型Mg2XⅣ（XⅣ =Si,Ge,Sn）基材料和Mg3XⅣ2（XⅤ=Sb,Bi）基材料最优zT值均已超过1,同属于高性能的中温区热电材料。如何进一步降低Mg2XⅣ材料的晶格热导率以进一步提升其N型材料的热电优值,如何优化其P型材料的空穴浓度和能带结构以使其性能能与N型材料相匹配,是近年来有关Mg2XⅣ基材料的主要研究内容。而对于近年来新兴的Mg3Sb2基材料,深入理解其电、声传输机制则是发挥其性能潜力的必经之路。本文开展的主要研究工作和所获得的主要结论如下:1)系统研究了大剂量Sb取代Sn位的Mg2Sn1-xSbx体系的热电性能。通过多种微结构表征手段结合声子输运模型深入分析并揭示了 Sb合金化后带来的低晶格热导率的成因,并尝试通过调节Mg含量来优化该材料体系的性能。实验表明,Sb合金化的Mg2Sn中存在大量的纳米析出相和间隙团簇等缺陷。理论计算的晶格热导率在考虑这些额外缺陷散射项后,能与实验数值符合良好。得益于晶格热导率的大幅降低,Sb合金化Mg2Sn材料的zT值相比其掺杂成分实现了 50%的提高,在750 K达到0.9。2)尝试以MgH2为原料的低温固相法制备N型Mg2（Si,Sn）材料,并将之应用于P型Mg2（Ge,Sn）材料的制备。系统研究了NaBH4、LiBH4及LiH掺剂对该材料热电性能的影响。运用单抛带模型分析其电输运规律,并估计材料的优化载流子浓度。研究发现了Mg2（Ge,Sn）材料中的空穴浓度不仅与掺剂有关,还受Ge含量的影响,Ge含量越低,材料空穴浓度越高。LiH所引入的Li元素可以作为理想的P型掺剂,有效地提升材料的空穴浓度,而硼氢化物引入的B元素则不利于Mg2（Ge,Sn）材料空穴浓度的提升。得益于优化的空穴浓度,LiH掺杂的Mg2Ge0.4Sn0.6材料的最大zT值提升至0.6,相比Ag掺杂的Mg2Ge0.4Sn0.6材料有了将近一倍的提升。3)采用助熔剂法成功制备了 Mg3Sb2和Mg3Bi2的单晶,并着重研究其电输运性能的各向异性和本征低热导率的成因。实验发现,贫镁环境下所制得的单晶为P型材料,面外方向的电导率约为面内方向电导率的两倍,室温附近的主导载流子散射机制为声学声子散射,澄清了该材料体系中存在的电输运性能各向异性及载流子散射机制。低温热容测试结合Debye-Einstein模型确证了低频振动模的存在。对晶格热导率的建模分析揭示了大的非谐性和额外的低频振动模是其本征低热导率的原因。
马雷强[7]（2019）在《镍掺杂方钴矿的快速合成与热电性能研究》文中指出随着工业化的发展和生活水平的提高,生产、生活中对于能源的要求越来越高。人们开始重视传统能源的弊端,寻求更加高效、清洁的新能源。热电材料是一种可以将热能与电能相互转换的功能性半导体材料,可以利用环境中较小的温差发电,提高能源的利用效率。方钴矿是一种中温热电材料,具有优良的电输运性能,但较高的热导率影响了材料的热电性能。如何在不影响方钴矿电性能的情况下降低热导率就成了研究的方向。异种元素的掺杂是其中的一种方法,通过掺杂可以调控方钴矿的载流子浓度,增加点缺陷。使得方钴矿的电输运性能得到调控,晶格热导率得到优化。本文主要采用微波5 min合成结合SPS烧结制备Ni元素掺杂与Fe、Ni元素双掺杂方钴矿。由于903 K的烧结温度不能满足合金化反应的要求,所以可以确定微波5 min合成了掺杂方钴矿。与常见的合成方法相比,微波加热更均匀,合成时间更短,避免了晶粒的长大。合成后的方钴矿成分均匀、纯度较高不需要进行长时间的退火。通过观察试样的微观结构,测试热电性能探究方钴矿的热电输运机制。合成了Ni元素掺杂方钴矿合金材料,试样呈现n型半导体特征。随着掺杂量的增加,导致载流子浓度增加。其中Ni0.3Co3.7Sb12的功率因子最大值为2711μWm-1K-2。掺杂引入了点缺陷,细化了晶粒,增强了声子散射。掺杂后的样品晶格热导率下降导致总的热导率下降,这是点缺陷与细化晶粒共同作用的结果。试样的热电优值（ZT）最大值随掺杂量的增加向高温移动,试样Ni0.3Co3.7Sb12的ZT值最大为0.52。在NixCo4-xSb12的基础上,我们又探索了Fe、Ni双元素掺杂方钴矿。合成制备了FeyNi0.2Co3.8-y.8-y Sb12合金材料,试样呈现n型半导体特征。与Ni元素单掺杂相比Fe、Ni双掺杂电阻率明显下降,功率因子增加。Fe0.1Ni0.2Co3.7Sb12在687 K得到最大功率因子为2666.7μWm-1K-2,Ni0.2Co3.8Sb12功率因子仅为2479μWm-1K-2。试样Fe0.1Ni0.2Co3.7Sb12热电优值最高为0.50,比Ni0.2Co3.8Sb12的ZT值0.45要高。
徐璟[8]（2016）在《Si基热电材料的声子散射增强及其机制》文中研究指明热电材料是指可以将热能与电能进行直接相互转换的半导体功能材料。由热电材料做成的热电器件具有体积小、重量轻、无污染、无噪音、安全可靠等优点,具有非常广泛的应用前景。硅基热电材料以其组成元素储量丰富、环境友好和热电性能优异等优点,吸引了国内外科研工作者的大量关注。然而,硅基热电材料较高的晶格热导率限制了其热电性能。本文以半导体Si和Mg2Si1-xSbx作为研究对象,在Si热电材料中,通过降低晶粒尺寸,增强晶界对声子的散射,使晶格热导率显着降低；在Mg2Si热电材料中,制造Mg空位形成点缺陷散射声子,从而降低晶格热导率。获得的主要结论如下：（1）通过球磨工艺结合放电等离子体烧结方法制备晶粒优化的重掺杂N型Si1-xPx。球磨4h后样品中存在大量的纳米晶颗粒,样品平均晶粒尺寸达到～800nm。少量的P掺杂使载流子浓度上升,晶格热导率大幅降低,成分为Si0.94P0.06的样品在室温时热导率为～14Wm-1K-1,相比于单晶Si下降了90%。分析表明,除晶界散射和点缺陷散射外,电声散射对晶格热导率的降低起了极其关键的作用。对于Si0.94P0.06样品,在室温时被电子散射声子占所有被散射声子的-36%。受益于晶格热导率的显着下降,材料的热电优值显着提高。Si0.94P0.06的样品在1125K时zT值达到-0.6,是单晶Si的3倍。本结果证明电声散射在纳米块体Si晶格热导率的降低中起了重要作用。（2）通过B在球磨SiGe合金中的P型掺杂,增加材料载流子浓度,优化材料的电学性能。通过球磨降低材料的晶粒尺寸,增强晶界对声子的散射,降低材料的晶格热导率。另外,B掺杂使点缺陷散射和载流子-声子散射得到增强,材料的晶格热导率进一步降低。在室温时,Si0.8Ge0.2B0.04的晶格热导率为～4Wm-1K-1。由于掺杂后电导率提高,热导率降低,因此热电优值zT得到了提高。在850 K时,Si0.8Ge0.2B0.04的最大热电优值为为0.42,与Si0.8Ge0.2B0.002相比,其优值提高2.5倍。（3）在固相反应温度为1073K,保温时间为24h的条件下得到较纯的Mg2Si1-xSbx系列试样。Sb的掺杂能够显着降低材料的晶格热导率。当Sb的掺杂量较少的时候（x ≤0.1）,Sb掺杂引起的点缺陷对声子进行散射,材料的热导率降低。当Sb的含量较高时（x≥0.2）,材料中出现大量Mg空位,Mg空位对声子进行散射,使材料的热导率显着降低。x=0.6的样品在室温时晶格热导率为-1.1 Wm-1K-1,相对于x=0.02的样品的～8.1 Wm-1K-1下降了～86%。受益于晶格热导率的显着下降,材料的热电优值显着提高。Mg2Si0.4Sb0.6的样品在750K条件下zT值达到～0.5。
黄兴[9]（2014）在《Ag掺杂Ca2Co2O5制备及其热电性能研究》文中研究说明摘要：Ca2Co2O5基氧化物是近年来备受关注的新型热电材料之一,它具有无毒性、高温氧化条件稳定、制备工艺简单、成本低等优点。但是目前该材料的热电优值偏低,限制它的实际应用,因此人们不断寻求提高热电性能的新途径。因此,以Ca2Co2O5材料为研究对象,采用硝酸钙、硝酸钴和柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备Ca2Co2O5粉体,研究溶液初始pH值、金柠比（金属离子总摩尔数与柠檬酸摩尔数之比）、加热时间、煅烧温度、煅烧时间对Ca2Co2O5粉体制备的物相和形貌的影响,确定最佳制备工艺,并在最佳制备工艺条件下制备Ca位掺杂不同比例Ag的Ca2-xAgxCo2O5（x=0,0.1,0.2,0.3）粉体,测试其物相和形貌；考察冷压烧结制备中粘结剂、成型压力、保压时间对陶瓷抗压强度的影响,并烧结制备Ca2-xAgxCo2O5（x=0,0.1,0.2,0.3）陶瓷,测试分析陶瓷断面形貌和热电性能。研究结果表明：采用溶胶-凝胶法可以获得直径为1μm、厚为0.1μm左右的均匀、致密的片状结构Ca2Co2O5粉体；粉体经冷压烧结后可制备抗压强度约为90MPa的Ca2Co2O5陶瓷；Ag可以取代部分Ca,进入晶格；Ca2-xAgxCo2O5陶瓷晶粒择优生长且结合紧密；掺杂样品为P型半导体,Seebeck系数与温度呈正相关,而电阻率和热导率与温度呈负相关；Ag掺杂提高载流子浓度,使电阻率降低；ZT值随着掺杂量的增大而增大,在973K时,Ca1.7Ag0.3Co2O5获得最大ZT值,ZT值为0.221；Ag掺杂可以显着提高Ca2Co2O5的热电性能。图29幅,表6个,参考文献104篇。
欧云[10]（2014）在《钴基热电氧化物陶瓷的制备与性能表征》文中认为随着社会的高速发展，人类对能源需求量日益增加。尤其是进入21世纪以来，城市化和工业化的日益普及，能源危机更加严峻，环境污染愈显突出，已成为当今世界的两大难题。因此，寻找新型能源和新型能源材料，势在必行。热电材料是一种能实现热能和电能直接相互转化的新型环保型功能材料。热电材料尤其是钴基热电氧化物材料具有无毒、无污染、无噪音、高温稳定性好等优点，在废热回收利用、太阳能吸收、以及热管理等方面具有广泛的应用前景。因此，近年来，热电材料已引起了广大研究者的密切关注。本文首先对热电材料的研究进展及应用前景等问题进行了阐述。然后以钴基热电氧化物陶瓷为研究对象，主要讨论了热电材料的制备方法、物理特性、性能表征、以及影响热电性能的参数。并通过掺杂改性、纳米复合、以及低维化等途径对钴基热电氧化物热电陶瓷的性能进行了系统研究。主要研究内容和实验结果可概括如下：第一，简单介绍了样品制备工艺以及实验中需要用到的热电性能参数主要测试仪器及其测试原理，并搭建了一套功率因子测试仪。该仪器能够实现稳定的塞贝克系数与电导率测试，并应用于前期冷压烧结样品的测试中。第二，采用溶胶-凝胶法通过Ca位掺杂Mg及Co位掺杂（Fe, Mn, Cu）得到了一系列Ca3-xNxCo4-yMyO9陶瓷粉末，冷压烧结后获得陶瓷块体样品。分析了掺杂对材料的物相、形貌以及热电性能的影响。实验结果表明：微量掺杂对基体的结构和物相影响较小。冷压烧结样品不致密，内部存在大量气孔，降低了材料的热导率，导致热电优值较低。对于Co位Fe掺杂样品，随着掺杂量的增加，塞贝克系数增加，电导率略有降低，而热导率增加。掺杂后热电优值相对于纯相Ca3Co4O9均有所提高。其中Ca3Co3.95Fe0.05O9的热电优值ZT最高，在973K时达到0.12，而纯相在此温度下的ZT值为0.102。对于Co位Mn掺杂样品，塞贝克系数增加，电导率降低，热导率也降低，热电优值增加不明显。对于Co位Cu掺杂试样，塞贝克系数变化较小，电导率降低约30%，导致热电优值降低。第三，采用溶胶-凝胶法制备了Ca位和Co位双掺杂的Ca3-xMxCo4-yNyO9热电氧化物陶瓷粉末，结合放电等离子体烧结（SPS）制备了双掺杂热电陶瓷块体材料。并对其物相、形貌以及热电性能进行了表征测试。实验结果表明：制备粉末具有明显的层状结构。经过SPS烧结处理后，块体样品的致密度达理论密度的90%以上，晶粒发生了适量长大。对于La、Cu双掺杂粉体样品，晶粒尺寸随着La掺杂量的增加而减小，平均尺寸降到1m以下。经SPS处理后，晶粒平均尺寸约为2m，层状结构更加明显。Na、Cu双掺杂后塞贝克系数增加而La、Cu双掺杂后塞贝克系数有所减小。其中Ca2.7Na0.3Co3.8Cu0.2O9（CNCCO-3）的塞贝克系数在高温下最高，在873K时达到168μV/K。同时发现，CNCCO-3的电导率最低，而CLCCO-3的电导率最大，在873K时达到178.4S/cm。综合考虑， CLCCO-1的功率因子最大，在873K时为3.83×104Wm-1K-2，且其热扩散系数最小，在温度为873K时为4.70×103cm2s-1。所有样品掺杂后热导率相对于纯相CCO都有所下降。实验发现，Ca2.8La0.2Co3.8Cu0.2O9（CLCCO-2）样品的热电优值ZT最高，在773K达到0.203。结果表明双位掺杂是提高钴基氧化物热电陶瓷的有效手段，是本论文的一大创新点。第四，首次采用静电纺丝法结合溶胶-凝胶法，制备了Ca3Co4O9掺杂陶瓷纤维。研究了静电纺丝制备工艺对纤维形貌的影响，对其热电性能进行了测试。实验结果显示：实验原料，不同接收基底、掺杂元素和收集时间都对纤维的形貌有重要影响；微量元素掺杂不会对Ca3Co4O9物相和结构产生影响，Mg掺杂纤维退火后得到颗粒呈薄片状，而Mn、Cu掺杂纤维呈较厚的板状；纤维样品相对于溶胶-凝胶法粉末样品的热导率有所降低，静电纺丝法制备的Cu掺杂样品热电优值比溶胶-凝胶法提高21.4%，证实了控制晶粒大小是降低材料热导率的有效手段之一。第五，采用溶胶-凝胶法结合高速球磨制备了不同尺寸和不同质量分数的Ag粉复合Ca3Co4O9陶瓷粉末。通过冷压和SPS烧结处理得到复合热电块体样品。对样品的物相和形貌以及热电性能进行了研究。实验结果表明：冷压烧结制备的样品致密度不足理论密度的80%。随着Ag粉复合量的增加，样品裂纹增多，导致热导率随着Ag复合量的增加而降低。由于样品不致密，金相切割时容易碎，没能测试出其热电性能；SPS后样品致密度增高，随着Ag粉含量的增加，其热导率升高，但由于基体材料是p型半导体，空穴是主要载流子，随着Ag的增加可能了空穴和电子发生复合的现象，降低了材料中的载流子浓度，导致电导率大幅度降低。综上所述，本文采用了双位掺杂工艺有效的提高了材料的热电性能，并原创性的采用静电纺丝法结合溶胶-凝胶法成功的降低了晶粒尺寸，降低了材料的热导率，更进一步提高了材料的热电优值。以此为基础，我们下一步工作拟将从怎样有效的增加静电纺丝法纤维的产量、缩短静电纺丝法样品的制备周期、以及如何选择更好的接收基底以增加基底对晶粒尺寸的影响、更有效的降低材料的热导率以致更进一步提高材料的热电性能等方面进行。
二、B掺杂CoSi的微观组织和单晶热电性能（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、B掺杂CoSi的微观组织和单晶热电性能（论文提纲范文）
（1）SnTe和Bi2Te3基热电材料的性能优化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 热电材料概述 |
| 2.1 热电转换效应原理 |
| 2.1.1 塞贝克(Seebeck)效应 |
| 2.1.2 珀尔帖(Peltier)效应 |
| 2.1.3 汤姆逊(Thomson)效应 |
| 2.2 热电效应的应用以及热电器件 |
| 2.2.1 热电制冷器 |
| 2.2.2 温差发电器 |
| 2.2.3 无量纲热电优值 |
| 2.3 热电性能参数 |
| 2.3.1 载流子输运理论及其性能参数 |
| 2.3.2 热输运性能参数 |
| 2.4 热电材料的发展现状以及性能优化基本策略 |
| 2.4.1 热电材料的发展现状 |
| 2.4.2 性能优化策略 |
| 2.5 碲化物热电材料 |
| 2.5.1 SnTe热电材料 |
| 2.5.2 Bi_2Te_3基热电材料 |
| 2.6 选题依据与研究内容 |
| 3 实验方法与表征 |
| 3.1 实验原料与材料制备仪器 |
| 3.1.1 实验原料 |
| 3.1.2 材料制备仪器 |
| 3.2 材料制备工艺及流程 |
| 3.3 材料的性能测试与表征 |
| 3.3.1 电导率与Seebeck系数测试 |
| 3.3.2 霍尔系数测试 |
| 3.3.3 热导率测试 |
| 3.3.4 密度测试 |
| 3.3.5 物相、成分以及微观形貌分析 |
| 4 协同的电荷平衡补偿掺杂优化SnTe热电性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 材料的制备 |
| 4.2.2 空位形成能计算 |
| 4.3 分析与讨论 |
| 4.3.1 Sn_1-_xSb_(2x/3)Te样品的相结构与元素分布分析 |
| 4.3.2 Sn_1-_xSb_(2x/)3Te样品的电输运性能分析 |
| 4.3.3 Sn_1-_xSb_(2x/3)Te样品的热输运性能分析以及zT值 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 Pb-Sb共掺杂SnTe热电材料的性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.3.1 相结构与元素分布分析 |
| 5.3.2 Sn_(1-x-y)Sb_(2x/3)Pb_yTe样品的电输运性能分析 |
| 5.3.3 Sn_(1-x-y)Sb_(2x/3)Pb_yTe样品的热输运性能分析及zT值 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 Sm掺杂p型(Bi_(0.2)Sb_(0.8))_2(Te_(0.97)Se_(0.03))_3材料的热电性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.3 分析与讨论 |
| 6.3.1 相结构与元素分布分析 |
| 6.3.2 电输运性能分析 |
| 6.3.3 热输运性能分析以及zT值 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 高压烧结制备Gd掺杂_p型BiSbTe热电材料及其性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.3 分析与讨论 |
| 7.3.1 相结构与元素分布分析 |
| 7.3.2 电输运性能分析 |
| 7.3.3 热输运性能分析以及zT值 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 Co掺杂n型Bi_2(Te_(0.97)Se_(0.03))_3材料的热电性能研究 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 实验部分 |
| 8.3 分析与讨论 |
| 8.3.1 相结构与元素分布分析 |
| 8.3.2 电输运性能分析 |
| 8.3.3 热输运性能分析以及zT值 |
| 8.4 本章小结 |
| 9 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）Yb0.3Co4Sb12的第二相和受主掺杂改性及机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 热电材料的研究进展 |
| 1.2.1 低温热电材料 |
| 1.2.2 中温热电材料 |
| 1.2.3 高温热电材料 |
| 1.3 方钴矿中温热电材料的研究现状 |
| 1.3.1 方钴矿合金的晶体结构 |
| 1.3.2 方钴矿合金的合成方法 |
| 1.3.3 方钴矿合金热电性能的优化策略 |
| 1.4 研究思路和主要研究内容 |
| 第2章 试验材料及方法 |
| 2.1 材料制备 |
| 2.2 结构表征 |
| 2.3 性能测试 |
| 第3章 Yb_(0.3)Co_4Sb_(12)合金中纳米尺度CoSi第二相构建与热电性能优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 纳米CoSi相的构建及组织结构 |
| 3.3 纳米CoSi相对电输运性能的影响及机理 |
| 3.4 纳米CoSi相对热输运性能的影响及机理 |
| 3.5 纳米CoSi相对热电优值的影响 |
| 3.6 纳米CoSi相对力学性能的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 Yb_(0.3)Co_4Sb_(12)合金中亚微米尺度CoAl第二相构建与热电性能优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 亚微米CoAl相的构建及组织结构 |
| 4.3 亚微米CoAl相对电输运性能的影响 |
| 4.4 亚微米CoAl相对热输运性能的影响 |
| 4.5 亚微米CoAl相对热电优值的影响 |
| 4.6 CoAl相影响热电输运行为的机理 |
| 4.7 亚微米CoAl相对力学性能的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 Yb_(0.3)Co_4Sb_(12)合金的Ⅳ族元素受主掺杂与热电性能优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Sn受主掺杂对组织结构和热电性能的影响 |
| 5.3 Ge受主掺杂对组织结构和热电性能的影响 |
| 5.4 受主掺杂与CoSi第二相复合对热电性能的影响 |
| 5.5 理论输出功率密度与转化效率 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）硫族化合物热电材料性能的研究及优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 热电材料及其应用 |
| 1.1.1 热电效应 |
| 1.1.2 热电材料应用场景 |
| 1.2 热电性能的评估 |
| 1.3 热电性能的优化 |
| 1.3.1 提高功率因子 |
| 1.3.2 降低热导率 |
| 1.4 硫族化合物热电材料研究现状 |
| 1.4.1 硫族铅化物 |
| 1.4.2 硫族锡化物 |
| 1.4.3 硫族锗化物 |
| 1.4.4 硫族铜化物 |
| 1.5 本文主要研究思路及内容 |
| 第二章 实验方法与表征测试 |
| 2.1 实验原材料及化学试剂 |
| 2.2 材料制备工艺 |
| 2.2.1 粉体制备 |
| 2.2.2 块体制备 |
| 2.3 测试表征 |
| 2.3.1 成分及微观结构分析 |
| 2.3.2 霍尔效应测试 |
| 2.3.3 热电性能测试 |
| 2.4 ANSYS有限元仿真 |
| 第三章 共合金化优化Cu_2Te基材料热电性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ag_xCu_(2-x)Te的相结构及热电性能 |
| 3.2.1 物相分析 |
| 3.2.2 电输运性能分析 |
| 3.2.3 热输运性能分析 |
| 3.2.4 热电优值 |
| 3.3 Ag_(0.7)Cu_(1.3)Te_(1-y)S_y的相结构及热电性能 |
| 3.3.1 相结构 |
| 3.3.2 电输运性能分析 |
| 3.3.3 热输运性能分析 |
| 3.3.4 热电优值 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 碘掺杂AgCuTe热电性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 组分及结构分析 |
| 4.3 电输运性能分析 |
| 4.4 热输运性能分析 |
| 4.5 热电优值 |
| 4.6 重复性及稳定性分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 合金化及空位调节优化AgCuTe低温热电性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ag CuTe_(1-x)Se_x的相结构及热电性能 |
| 5.2.1 相结构 |
| 5.2.2 热电性能 |
| 5.2.3 热稳定性 |
| 5.3 (AgCu)_(1-z)Te_(0.9)Se_(0.1)的相结构及热电性能 |
| 5.3.1 相结构 |
| 5.3.2 热电性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 材料可靠性及热电转换效率研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料可靠性分析 |
| 6.3 热电转换效率分析 |
| 6.4 热电-电池复合系统 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（4）基于MgB2和B掺杂的n型Bi2Te3基热电材料的性能优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 热电材料研究背景与意义 |
| 1.2 热电转换的物理效应 |
| 1.2.1 塞贝克效应(Seebeck effect) |
| 1.2.2 帕尔贴效应(Peltier effect) |
| 1.2.3 汤姆逊效应(Thomson effect) |
| 1.3 热电转换效率及热电优值 |
| 1.4 Bi_2Te_3基热电材料的基本性质 |
| 1.5 n型 Bi_2Te_3基热电材料的研究现状 |
| 1.6 本文的研究思路与内容 |
| 第2章 实验方法及实验仪器 |
| 2.1 实验原料及仪器 |
| 2.2 样品的制备 |
| 2.3 物相、微观结构与性能的表征 |
| 2.3.1 X射线衍射仪物相分析 |
| 2.3.2 微观结构与成分分析 |
| 2.3.3 Seebeck系数和电阻率的测试 |
| 2.3.4 热扩散系数和比热容的测试 |
| 2.3.5 载流子浓度和迁移率的测试 |
| 2.3.6 机械性能的测试 |
| 第3章 基于MgB_2掺杂的n型Bi_2Te_3基热电材料研究 |
| 3.1 MgB_2掺杂对物相和微观组织的影响 |
| 3.2 MgB_2掺杂对机械性能的影响 |
| 3.3 MgB_2掺杂对热电性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于B掺杂的n型 Bi_2Te_3基热电材料研究 |
| 4.1 B掺杂对物相和微观组织的影响 |
| 4.2 B掺杂对机械性能的影响 |
| 4.3 B掺杂对热电性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于溶液法制备的n型 Bi_2Te_3基纳米复合热电材料的 MgB_2掺杂研究 |
| 5.1 烧结前MgB_2掺杂对物相和微观组织的影响 |
| 5.2 烧结前MgB_2掺杂对物相和微观组织的影响 |
| 5.3 烧结后MgB_2掺杂对热电性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 指导教师对研究生学位论文的学术评语 |
| 答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（5）二维层状结构Cr2Ge2Te6基材料热电性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 热电效应及其原理 |
| 1.3 表征热电性能的参数 |
| 1.4 热电研究的电热输运理论 |
| 1.4.1 载流子输运理论 |
| 1.4.2 声子输运理论 |
| 1.5 优化热电性能的途径 |
| 1.5.1 提升电学性能 |
| 1.5.2 抑制热传导 |
| 1.5.3 本征低热导率材料 |
| 1.6 选题依据及研究内容 |
| 1.6.1 选题依据 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 2 实验设备与研究方法 |
| 2.1 实验设备及方法 |
| 2.1.1 样品制备设备 |
| 2.1.2 热电性能测试设备 |
| 2.1.3 材料的结构形貌表征设备 |
| 2.1.4 本文实验基本方法 |
| 2.2 理论计算方法 |
| 3 Fe掺杂的p型 Cr_2Ge_2Te_6热电性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 不同掺杂元素对Cr_2Ge_2Te_6电学性能的影响 |
| 3.2.2 Fe元素掺杂对Cr_2Ge_2Te_6能带结构的影响 |
| 3.2.3 Cr_(2(1-x))Fe_(2x)Ge_2Te_6化合物的物相组成及微结构表征 |
| 3.2.4 Cr_(2(1-x))Fe_(2x)Ge_2Te_6化合物A方向的电学性能 |
| 3.2.5 Cr_(2(1-x))Fe_(2x)Ge_2Te_6化合物A方向的电学性能 |
| 3.2.6 Cr_(2(1-x))Fe_(2x)Ge_2Te_6化合物A方向的热电优值 |
| 3.2.7 Cr_(2(1-x))Fe_(2x)Ge_2Te_6化合物P方向的热电性能 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 Mn掺杂的p型 Cr_2Ge_2Te_6热电性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 样品的物相组成及微观结构 |
| 4.2.2 Fe、Mn元素掺杂Cr_2Ge_2Te_6热电性能的比较 |
| 4.2.3 Mn元素掺杂对Cr_2Ge_2Te_6电导率的影响 |
| 4.2.4 Fe、Mn掺杂对Cr_2Ge_2Te_6态密度的影响 |
| 4.2.5 Cr_(2(1-x))Mn_(2x)Ge_2Te_6化合物的物相组成及微结构表征 |
| 4.2.6 Cr_(2(1-x))Mn_(2x)Ge_2Te_6化合物A方向电学性能 |
| 4.2.7 Cr_(2(1-x))Mn_(2x)Ge_2Te_6化合物A方向热学性能 |
| 4.2.8 Cr_(2(1-x))Mn_(2x)Ge_2Te_6化合物A方向的热电优值 |
| 4.2.9 Cr_(2(1-x))Mn_(2x)Ge_2Te_6化合物P方向的热电性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 Pb/Se固溶的p型 Cr_2Ge_2Te_6热电性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 Pb/Se固溶Cr_2Ge_2Te_6的物相组成及微观结构 |
| 5.2.2 Pb/Se固溶Cr_2Ge_2Te_6化合物A方向的电学性能 |
| 5.2.3 Pb/Se固溶Cr_2Ge_2Te_6化合物A方向的电学性能 |
| 5.2.4 Pb/Se固溶Cr_2Ge_2Te_6化合物A方向的热电优值 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 Cr_2Ge_2Te_6热电材料的电、热协同调控 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 结果与讨论 |
| 6.2.1 双掺杂的p型Cr_2Ge_2Te_6的物相组成 |
| 6.2.2 双掺杂的p型Cr_2Ge_2Te_6化合物A方向的电学性能 |
| 6.2.3 双掺杂的p型Cr_2Ge_2Te_6化合物A方向的电学性能 |
| 6.2.4 双掺杂的p型Cr_2Ge_2Te_6化合物A方向的热电优值 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 Cr_2Ge_2Te_6单晶的制备与物性测试 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验方法与测试 |
| 7.2.1 Cr_2Ge_2Te_6单晶的制备方法 |
| 7.2.2 Cr_2Ge_2Te_6单晶的测试 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 Cr_2Ge_2Te_6单晶的物相及微观结构 |
| 7.3.2 Cr_2Ge_2Te_6基单晶的磁性分析 |
| 7.3.3 Cr_2Ge_2Te_6基单晶低温下的电学性能 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读博士学位期间参加的学术会议 |
| C.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（6）镁基热电材料的可控制备、电声输运及性能优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 热电效应简介 |
| 1.2 热电器件及转化效率 |
| 1.3 半导体热电输运理论 |
| 1.3.1 单抛带模型和弛豫时间近似 |
| 1.3.2 德拜近似下的声子输运模型 |
| 1.4 热电材料的发展现状与性能优化思路 |
| 1.4.1 发展现状简述 |
| 1.4.2 载流子浓度的优化 |
| 1.4.3 能带结构的调控 |
| 1.4.4 多尺度的声子散射 |
| 1.5 中温区高性能Mg基热电材料 |
| 1.5.1 Mg_2X~Ⅳ (X~Ⅳ=Si,Ge,Sn)基化合物热电材料 |
| 1.5.2 Zintl相Mg_3X~Ⅴ_2 (X~Ⅴ=Sb,Bi)基热电材料 |
| 1.6 选题依据和研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 原料及设备 |
| 2.2 材料制备的工艺流程 |
| 2.2.1 钽管封装熔炼+热压烧结 |
| 2.2.2 MgH_2固相反应法 |
| 2.2.3 助溶剂法制备单晶 |
| 2.3 表征及测试方法 |
| 2.3.1 物相结构 |
| 2.3.2 微结构及成分 |
| 2.3.3 热学性能 |
| 2.3.4 电导率与Seebeck系数 |
| 2.3.5 霍尔系数 |
| 2.3.6 声速 |
| 第三章 Sb合金化Mg_2Sn的电声输运性质及微结构实质 |
| 3.1 Sb合金化Mg_2Sn材料的微结构和热电性能 |
| 3.1.1 制备工艺及成分、结构表征 |
| 3.1.2 热性能分析 |
| 3.1.3 透射电镜微结构表征 |
| 3.1.4 热导率建模分析 |
| 3.1.5 电性能分析和热电优值 |
| 3.2 Sb在Mg_2Sn中的固溶极限探索及退火对其热电性能的影响 |
| 3.2.1 工艺及表征 |
| 3.2.2 热电性能 |
| 3.3 Mg含量调控对Mg_2Sn_(1-x)Sb_x材料热电性能的影响 |
| 3.3.1 工艺及表征 |
| 3.3.2 热电性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 N型Mg_2(Si,Sn)材料的低温固相反应法制备和热电性能 |
| 4.1 MgH_2低温固相反应法制备Mg_2X~Ⅳ及其固溶体 |
| 4.2 Mg_2(Si,Sn)固溶体成分均匀程度对热电性能的影响 |
| 4.3 Mg过量程度对Mg_2(Si_(0.35)Sn_(0.65))_(0.985)Sb_(0.015)材料热电性能的优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 P型Mg_2(Ge, Sn)基热电材料的性能优化 |
| 5.1 NaBH_4掺杂的Mg_2Ge_(1-y)Sn_y热电材料 |
| 5.1.1 工艺及表征 |
| 5.1.2 掺剂及锗的含量对P型Mg_2Sn基材料热电性能的影响 |
| 5.2 镁过量程度对Mg_2Ge_(0.4)Sn_(0.6)·0.02NaBH_4热电性能的影响 |
| 5.2.1 工艺及表征 |
| 5.2.2 热电性能 |
| 5.3 LiBH_4及LiH掺杂的Mg_2Ge_(0.4)Sn_(0.6)热电材料 |
| 5.3.1 两种掺剂的效果对比 |
| 5.3.2 LiH掺杂Mg_2Ge_(0.4)Sn_(0.6)的热电输运特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 Mg_3X~Ⅴ_2 (X~Ⅴ= Sb,Bi)单晶的制备及输运性能 |
| 6.1 单晶的制备与表征 |
| 6.2 电输运性质 |
| 6.2.1 电导率的各向异性 |
| 6.2.2 其它电输运性质 |
| 6.3 热性能和建模分析 |
| 6.3.1 热容模型 |
| 6.3.2 晶格热导率的分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（7）镍掺杂方钴矿的快速合成与热电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 热电效应及应用 |
| 1.1.1 Seebeck效应及应用 |
| 1.1.2 Peltier效应及应用 |
| 1.1.3 Thomson效应 |
| 1.2 热电输运机制 |
| 1.2.1 Seebeck系数 |
| 1.2.2 电导率 |
| 1.2.3 热导率 |
| 1.2.4 热电优值(ZT) |
| 1.3 热电材料的分类 |
| 1.3.1 低温热电材料 |
| 1.3.2 中温热电材料 |
| 1.3.3 高温热电材料 |
| 1.4 Skutterudite类热电材料 |
| 1.4.1 Skutterudite类热电材料结构 |
| 1.4.2 Skutterudite类热电材料的优化 |
| 1.5 微波 |
| 1.5.1 微波特点 |
| 1.5.2 微波加热原理 |
| 1.5.3 微波合成及应用 |
| 1.6 论文的研究目的与内容 |
| 第二章 实验准备 |
| 2.1 实验原料及仪器 |
| 2.2 kutterudite类材料制备 |
| 2.3 材料热电性能测试 |
| 2.3.1 Seebeck系数与电导率测试 |
| 2.3.2 热导率测试 |
| 2.4 材料结构分析与表征 |
| 2.4.1 材料密度测试 |
| 2.4.2 材料物相分析 |
| 2.4.3 样品微观结构分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Ni_xCo_(4-x)Sb_(12)材料的制备与性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试样制备 |
| 3.3 XRD衍射与微观结构分析 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.2 微观结构分析 |
| 3.4 热电性能分析 |
| 3.4.1 电性能 |
| 3.4.2 热性能 |
| 3.4.3 热电优值 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Fe_yNi_(0.2)Co_(3.8-y)Sb_(12)材料的制备与性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试样制备 |
| 4.3 XRD衍射与微观结构分析 |
| 4.3.1 XRD分析 |
| 4.3.2 微观结构分析 |
| 4.4 热电性能分析 |
| 4.4.1 电性能 |
| 4.4.2 热性能 |
| 4.4.3 热电优值 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论及展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（8）Si基热电材料的声子散射增强及其机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 热电学基础 |
| 1.1 热电研究背景 |
| 1.1.1 热电学发展历史 |
| 1.1.2 热电效应简介 |
| 1.1.3 热电器件及其转换效率 |
| 1.1.4 热电学固体传输理论 |
| 1.1.5 提高材料热电性能的方法 |
| 1.2 硅基热电材料的研究进展 |
| 1.2.1 Si基热电材料的研究进展 |
| 1.2.2 Mg_2Si基热电材料的研究进展 |
| 1.3 本文研究内容和思路 |
| 第二章 实验设备与方法 |
| 2.1 实验原料和仪器 |
| 2.2 试样制备流程 |
| 2.2.1 Si基热电材料的制备 |
| 2.2.2 Sb掺杂Mg_2Si热电材料的制备 |
| 2.3 试样表征手段 |
| 2.3.1 X射线衍射物相分析(XRD) |
| 2.3.2 材料微观形貌分析 |
| 2.3.3 热导率测试表征 |
| 2.3.4 电学性能测试 |
| 2.3.5 霍尔性能测试 |
| 第三章 块体Si热电材料的纳米化与声子输运 |
| 3.1 纳米块体Si热电材料的制备工艺探索 |
| 3.1.1 纳米块体Si热电材料的制备 |
| 3.1.2 材料的微结构 |
| 3.1.3 致密度对于热电性能的影响 |
| 3.2 纳米块体Si热电材料的性能优化 |
| 3.2.1 单抛物带模型 |
| 3.2.2 磷掺杂纳米块体Si热电材料的成分设计 |
| 3.2.3 材料的微结构 |
| 3.2.4 纳米块体Si_(1-x)P_x的热电性能 |
| 3.3 纳米块体Si热电材料中的电子-声子散射 |
| 3.3.1 Callaway模型 |
| 3.3.2 纳米块体Si_(1-x)P_x的声子散射机制 |
| 3.3.3 电声散射对纳米块体Si_(1-x)P_x的晶格热导率的影响 |
| 3.4 提高纳米块体Si材料热电性能的探索 |
| 3.4.1 纳米块体Si热电材料最优成分的探索 |
| 3.4.2 纳米块体Si热电材料最佳球磨时间的探索 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 硼掺杂球磨SiGe合金的热电性能 |
| 4.1 硼掺杂球磨SiGe合金的制备与结构表征 |
| 4.2 硼掺杂球磨SiGe合金的热电性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 Sb掺杂Mg_2Si基热电材料的制备与性能研究 |
| 5.1 Sb掺杂Mg_2Si基热电材料的制备与结构表征 |
| 5.2 Mg_2Si_(1-x)Sb_x热电性能的研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（9）Ag掺杂Ca2Co2O5制备及其热电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 热电材料 |
| 1.3 热电理论 |
| 1.3.1 Seebeck效应 |
| 1.3.2 Peltier效应 |
| 1.3.3 Thomson效应 |
| 1.3.4 Kelvin关系式 |
| 1.3.5 热电发电和热电制冷原理 |
| 1.3.6 热电发电效率和制冷效率 |
| 1.4 改善热电性能的方法 |
| 1.4.1 载流子浓度的选择 |
| 1.4.2 热导率的降低 |
| 1.5 热电材料的研究进展 |
| 1.5.1 传统合金热电材料 |
| 1.5.2 新型热电材料 |
| 1.5.3 氧化物热电材料 |
| 1.6 课题研究意义及内容 |
| 2 实验方法 |
| 2.1 实验仪器设备和主要试剂 |
| 2.1.1 实验仪器设备 |
| 2.1.2 主要化学试剂 |
| 2.2 Ca_(2-x)Ag_xCo_2O_5(x=0,0.1,0.2,0.3)的制备 |
| 2.2.1 制备流程 |
| 2.2.2 制备步骤 |
| 2.3 样品表征 |
| 2.4 样品性能测试 |
| 2.4.1 抗压强度测试 |
| 2.4.2 热导率测试 |
| 2.4.3 Seebeck系数和电阻率测试 |
| 3 溶胶-凝胶法制备Ca_2Co_2O_5粉体 |
| 3.1 Ca_2Co_2O_5的制备 |
| 3.1.1 金柠比和加热温度 |
| 3.1.2 溶液初始pH值 |
| 3.1.3 凝胶干燥时间 |
| 3.1.4 煅烧温度 |
| 3.1.5 煅烧时间 |
| 3.1.6 形貌分析 |
| 3.1.7 红外分析 |
| 3.2 Ca_(2-x)Ag_xCo_2O_5(x=0,0.1,0.2,0.3)粉体制备 |
| 3.2.1 物相分析 |
| 3.2.2 形貌和EDS分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 Ca_(2-x)Ag_xCo_2O_5(x=0,0.1,0.2,0.3)陶瓷制备及热电性能测试 |
| 4.1 Ca_(2-x)Ag_xCo_2O_5陶瓷制备 |
| 4.1.1 粘结剂 |
| 4.1.2 冷压成型压力 |
| 4.1.3 冷压保压时间 |
| 4.2 陶瓷形貌分析 |
| 4.3 Ca_(2-x)Ag_xCo_2O_5热电性能测试分析 |
| 4.3.1 Seebeck系数 |
| 4.3.2 电阻率 |
| 4.3.3 热导率 |
| 4.3.4 ZT值 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）钴基热电氧化物陶瓷的制备与性能表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 热电材料概述 |
| 1.1.1 研究的目的与意义 |
| 1.1.2 热电优值的定义 |
| 1.1.3 热电效应 |
| 1.1.4 热电材料的分类 |
| 1.1.5 热电材料的应用前景 |
| 1.2 热电材料的研究进展 |
| 1.2.1 块体热电材料 |
| 1.2.2 低维热电材料 |
| 1.3 氧化物热电陶瓷的研究进展 |
| 1.3.1 钴基热电氧化物陶瓷的结构 |
| 1.3.2 钴基热电氧化物陶瓷的制备方法 |
| 1.4 提高钴基热电氧化物热电性能的方法 |
| 1.4.1 金属离子掺杂 |
| 1.4.2 改进制备工艺 |
| 1.4.3 纳米复合 |
| 1.4.4 低维化 |
| 1.5 本论文的选题依据及主要研究内容 |
| 1.5.1 论文选题依据 |
| 1.5.2 论文主要研究内容 |
| 第2章 热电性能测试原理与功率因子测试仪的制备 |
| 2.1 热电性能测试 |
| 2.1.1 热导率测试 |
| 2.1.2 塞贝克系数 |
| 2.1.3 电导率测试 |
| 2.2 自制塞贝克系数与电导率测试仪 |
| 2.2.1 仪器设计需要满足的条件 |
| 2.2.2 硬件设备 |
| 2.2.3 仪器结构 |
| 2.2.4 数据采集与处理 |
| 2.3 本章结论 |
| 第3章 单位掺杂Ca_3Co_4O_9的制备与性能表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ca位掺杂样品的制备与结构表征 |
| 3.2.1 Ca位掺杂样品的制备 |
| 3.2.2 Ca位掺杂结构表征 |
| 3.3 Co位掺杂样品的制备与结构表征 |
| 3.3.1 Co位掺杂样品的制备 |
| 3.3.2 Co位掺杂样品的结构表征 |
| 3.4 单位掺杂Ca_3Co_4O_9的热电性能 |
| 3.4.1 单位掺杂样品的塞贝克系数 |
| 3.4.2 单位掺杂样品的电导率 |
| 3.4.3 单位掺杂样品的功率因子 |
| 3.4.4 单位掺杂样品的热导率 |
| 3.4.5 单位掺杂样品的热电优值 |
| 3.5 本章结论 |
| 第4章 双位掺杂Ca_3Co_4O_9的制备与性能表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Na、Cu双掺杂样品的制备与形貌表征 |
| 4.2.1 Na、Cu双掺杂样品样品的制备 |
| 4.2.2 Na、Cu双掺杂样品的形貌表征 |
| 4.3 La、Cu双掺杂样品的制备与形貌表征 |
| 4.3.1 La、Cu双掺杂样品的制备 |
| 4.3.2 La、Cu双掺杂样品的形貌表征 |
| 4.4 双位掺杂体系物相分析 |
| 4.4.1 双位掺杂体系x射线衍射物相表征 |
| 4.4.2 双位掺杂体系XPS结合能分析 |
| 4.5 双位掺杂样品热电性能对比 |
| 4.5.1 功率因子对比 |
| 4.5.2 热导率对比 |
| 4.5.3 热电优值对比 |
| 4.6 本章结论 |
| 第5章 掺杂Ca_3Co_4O_9纤维及其块体样品的制备与性能表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 静电纺丝纤维的制备 |
| 5.2.1 静电纺丝简介 |
| 5.2.2 静电纺丝技术 |
| 5.2.3 影响静电纺丝的工艺参数 |
| 5.2.4 主要试剂 |
| 5.2.5 主要设备 |
| 5.2.6 工艺流程 |
| 5.3 工艺参数对钴酸钙超细纤维的形貌和直径的影响 |
| 5.3.1 化学试剂对纤维形貌的影响 |
| 5.3.2 接收基底对纤维形貌的影响 |
| 5.3.3 掺杂元素对纤维形貌的影响 |
| 5.3.4 接收时间对纤维形貌的影响 |
| 5.4 结构表征 |
| 5.4.1 纤维样品的x射线衍射分析 |
| 5.4.2 大量收集退火后的SEM对照图 |
| 5.4.3 SPS烧结后SEM对照图 |
| 5.5 热电性能分析 |
| 5.5.1 纤维压制块体的热导率 |
| 5.5.2 纤维压制块体的塞贝克系数 |
| 5.5.3 纤维压制块体的电导率 |
| 5.5.4 纤维压制块体的功率因子 |
| 5.5.5 纤维压制块体的热电优值 |
| 5.6 本章结论 |
| 第6章 Ca_3Co_4O_9/Ag复合样品的制备与性能表征 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 Ag单质复合钴酸钙样品的制备与结构表征 |
| 6.2.1 Ag单质复合钴酸钙样品的制备 |
| 6.2.2 冷压烧结法制备Ca_3Co_4O_9/Ag复合材料的结构表征 |
| 6.3 冷压烧结法制备Ca_3Co_4O_9/Ag复合材料的热导率分析 |
| 6.4 SPS烧结及退碳处理后Ca_3Co_4O_9/Ag复合材料的热电性能 |
| 6.5 本章总结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的学术论文 |
四、B掺杂CoSi的微观组织和单晶热电性能（论文参考文献）
- [1]SnTe和Bi2Te3基热电材料的性能优化研究[D]. 吕途. 北京科技大学, 2021
- [2]Yb0.3Co4Sb12的第二相和受主掺杂改性及机理[D]. 秦丹丹. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]硫族化合物热电材料性能的研究及优化[D]. 牛夷. 电子科技大学, 2020(03)
- [4]基于MgB2和B掺杂的n型Bi2Te3基热电材料的性能优化研究[D]. 陈斌. 深圳大学, 2020(01)
- [5]二维层状结构Cr2Ge2Te6基材料热电性能的研究[D]. 汤晓丹. 重庆大学, 2020(02)
- [6]镁基热电材料的可控制备、电声输运及性能优化[D]. 忻佳展. 浙江大学, 2019(07)
- [7]镍掺杂方钴矿的快速合成与热电性能研究[D]. 马雷强. 安徽工业大学, 2019(02)
- [8]Si基热电材料的声子散射增强及其机制[D]. 徐璟. 浙江大学, 2016(07)
- [9]Ag掺杂Ca2Co2O5制备及其热电性能研究[D]. 黄兴. 中南大学, 2014(02)
- [10]钴基热电氧化物陶瓷的制备与性能表征[D]. 欧云. 湘潭大学, 2014(01)