Bi2Te3热电材料压缩与剪切性能的分子动力学研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lyxdaisy
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
热电材料是能够实现热能与电能相互转换的新型功能材料,由热电材料做成的器件具有清洁、环保、无污染的特点,具有广泛的应用前景,在众多热电材料体系中,Bi2Te3基热电材料是最早得到商业化应用的热电材料。在热电器件的服役环境中,热电材料不可避免要长期处于循环热应力的荷载中,这将导致热电材料的力学稳定性逐步下降,进而最终导致材料的失效破坏。因而,研究Bi2Te3基热电材料的力学性能对该类材料的工业化应用具有重要的理论指导依据。本文主要研究Bi2Te3材料的压缩和剪切性能,揭示结构内的范德华力层对Bi2Te3热电材料力学性能的影响规律及其机理,为开发高效稳定的Bi2Te3基热电器件提供了重要理论指导依据。  研究结果表明,Bi2Te3结构中相邻两层Te1-Te1原子间的范德华力对材料的变形与破坏行为起着主导作用,并直接导致了材料欠佳的机械稳定性。其中压缩性能方面,范德华力层两侧原子间距限制着其对z轴压缩的承载能力,故在该方向的加载不具备应变率敏感性,仅仅只受应变大小影响;而与之相对的是,加载速率同时影响着x轴压缩时范德华力层的分离以及随后的结构失稳破坏,因此该过程中应变率效应异常突出。而在剪切性能方面,该层较弱的连接导致结构受载后较易沿该层发生滑移,最终引起结构的脆性破坏。而且不同于z向压缩,剪切存在较明显的应变率效应:随着应变率增大,结构内原子难以短时间恢复稳态,进而使得极限应力和断裂应变相应上升。同时根据Bi2Te3这种易于滑移的特性,大胆猜测其可能具有塑性转变的潜质。当然,本文仅仅只是对Bi2Te3基热电材料的力学性能的初步探究,尚有大量问题有待解决,尤其是关于分子动力学模型的改进上,大变形与多晶体系的建立仍然是今后长期工作的重中之重。
其他文献
如果我们去参观一个陶瓷博物馆,按照年代顺序,从古代到近代,你会发现,陶瓷在出现之后的大部分时间里,既粗糙又缺乏鲜艳的色彩.即使到了宋代,其最杰出的作品被认为是人类文化
期刊
本文主要讲述CFD软件在三维昆虫振翅气动性能问题和大型桁架结构建筑风工程问题中的应用。 对昆虫飞行特性的研究对于微型飞行器的设计有着不可预测的辅助作用。随着非定
风能属于可再生能源。人类社会不断发展,能源与环境问题越来越显得紧迫。在此情况下,风能日益受到人们重视。就我国而言,幅员辽阔,风能资源非常丰富,努力发展风电和水电是我国大
本文采用纳米晶Ni为实验材料,利用高分辨率透射电镜研究了纳米晶的变形行为与结构。实验证实:纳米晶Ni中可发生孪生变形,并且纳米晶Ni中存在偏位错塑性;在纳米晶Ni中观察到三种孪
学位
本文对炭纳米管复合材料的等效模量和韧性进行了理论预测。考虑到炭纳米管在实际复合材料中的界面粘结状况和形态,研究了界面脱粘和纳米管弯曲对复合材料力学性能的影响。提出
随着配电网的规模不断扩大及非线性负荷的大量增加,单相接地故障电流中的谐波分量也相应地大幅提高,对电弧的熄灭带来不利影响,另一方面电力设备的对地泄漏电阻使接地电流中存在少量的有功电流,而传统的消弧线圈并不能够补偿接地电流中的谐波和有功分量。本文首次提出利用级联型STATCOM作为全补偿消弧装置的方案,当系统正常运行时,STATCOM可以运行在无功补偿状态,当系统发生单相接地故障时,装置运行在消弧模式
变压器作为电力系统的重要设备,它的运行状态直接关系到整个电力系统的运行。而长期运行过程中,变压器发生故障是不可避免的,为了能及时发现变压器的事故隐患,避免突发故障,提高变压器的运行安全可靠性,开展对变压器在线监测系统和诊断新方法的研究具有十分重要的意义。本文介绍了自行开发的变压器在线监测系统的总体结构设计和系统各个功能模块的具体实现方法。系统通过自组局域网络实时监测多路信号(如负载电流,电压,冷却
本文以抗滑桩及桩后土、桩间土为研究对象,从工程力学的角度,研究桩结构与土体之间的相互作用机理。首先,利用量纲分析方法,建立了桩间距的计算表达式;其次,根据牛顿第三定理和弹性
学位
本文引入了电畴翻转体积分数,以翻转体积分数为内禀变量,建立了考虑电畴翻转体积分数的铁电材料本构关系,提出了以位移、电位移和电畴翻转体积分数为基本未知量的能量原理。由能
学位
随着机车的高速发展,其电子设备功能越来越完备,组成越来越复杂化,可靠性也要求越来越高,因此对机车电子设备故障的诊断也日益迫切。电子柜是电力机车的重要组成部分,该设备