【摘 要】
：
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
论文部分内容阅读
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。
其他文献
湿地枯落物是湿地生态系统有机物和养分的储存库,其分解过程对维持湿地营养物质循环和能量流动具有重要作用。土壤动物是湿地生态系统重要的生物组成,可以通过对枯落物的破碎、取食等活动直接或间接地影响枯落物的分解过程,然而其在枯落物分解过程中的作用往往被忽视。鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊、国际重要湿地,具有明显的季节性水位波动。到目前为止,土壤动物对鄱阳湖湿地植物降解过程的影响仍不清楚。因此,本研究选取鄱阳湖
当今随着科技的发展与创新,小型无人飞行器和微型飞行器在军事领域以及民用领域的快速普及和创新型应用,有关低雷诺数机翼翼型的空气动力学特性提升的研究受到众多研究学者的
芝麻属胡麻科植物(Sesame,SesamumindicumL.),是中国四大油料之一。芝麻粕是芝麻压榨油的副产物,它含有约5%的粗脂肪、20%的碳水化合物、45%的蛋白质、1.5%的钾、3%的磷及其他矿质元素。目前,芝麻粕尚未得到深度利用开发,这对优质芝麻蛋白资源造成了严重浪费[1]。因此,以芝麻油加工副产物的芝麻粕为本实验原材料,经过微生物发酵处理后,以期找到一种行之有效地深度开发芝麻粕资源的
随着科技的进步和发展,人工智能(AI)的发展迅猛,日益成为引领科技进步、推动产业升级的新引擎,人类社会的生产、生活方式将被颠覆性地改变,在金融、教育、电商、交通等诸多领域,都在发挥着巨大作用,成为了新一轮国际竞争的焦点。中国人工智能企业在当下第三次浪潮中的发展势头良好,处于全球领先地位。当前,我国正在大力推进转型经济,国家政策鼎力支持,要发展人工智能到实际顶级水平。基于此产生的人工智能企业上市、配
层合复合材料凭借其高比强度、高比刚度及铺层的可设计性等优良性能广泛应用于航空航天飞行器、船舶工程、武器装备及汽车工业等领域。随着复合材料的广泛应用,服役中的复合
确定盆地地层中碎屑物质的来源是建立盆地系统动力学和讨论周缘山脉造山过程的关键。柴达木盆地北部发育了巨厚的(6-8 km)新生代河湖相碎屑沉积,这些长序列的碎屑物质过去通常认为是附近的柴北缘和南祁连山经历了长期的构造剥蚀的产物。然而,最近新的物源研究主要基于古水流和碎屑锆石U-Pb年龄分析,认为它们曾经来自南部较远的东昆仑山和祁曼塔格(分别距柴达木盆地北缘至少200公里和350公里)。该物源模式认为
海苏沟岩体位于大兴安岭造山带南段,岩体中发育有海苏沟钼矿床及小井子北铜钼矿床,目前对该岩体的了解还不完善,成因类型存在争议且对两个钼矿床间差异并未进行探讨,对成矿物质来源的研究不够深入。本文对该岩体不同岩相花岗岩开展锆石U–Pb年代学、岩石地球化学研究,对海苏沟矿区内主要金属硫化物进行S、Pb同位素分析,并对辉钼矿进行Re–Os同位素研究。获得海苏沟钼矿区黑云母花岗闪长岩的年龄结果为137.1±0
非活化烯烃的双官能团化是科研工作者的重要研究领域。非活化烯烃的双官能团化反应,由于合成步骤短,原子经济性高,烯烃原料简单易得,引起广大科研工作者的注意。而自由基反应的反应条件温和,官能团容忍度高,对水不敏感,这些优点使其成为科学家的热门研究领域。近年来,通过自由基前体产生自由基进攻烯烃从而引发烯烃的分子内双官能团化反应来构建杂环化合物取得了较大的进展。但是,由于自由基作为不稳定活性中间体,反应活性
近年来,人们对高性能储能器件的要求越来越高,具有高理论比容量(1675mAh g-1)和比能量(2600 Wh kg-1)的锂硫电池被认为是最有望替代锂离子电池的新型储能器件之一,受到广泛的关注和研究。本论文采用不同的方法制备了不同尺寸和成分的铁酸铋(BiFeO_3)粉末,将其与MWCNTs/S基锂硫电池正极材料复合,研究了不同形貌和成分的BiFeO_3对其复合电极材料的电化学性能的影响。本论文的
高温MOCVD生长氮化铝既可以增加表面铝原子的横向迁移率,又可以使大颗粒污染物因热泳力作用远离衬底表面,从而降低表面缺陷和提高薄膜质量。高温MOCVD生长氮化铝为深亚微米器件开拓了一个新的应用领域,并在实现深紫外器件方面发挥关键作用,逐渐成为业内量产化技术的主流方向。但目前,高温MOCVD生长氮化铝的仿真模拟尚未有报道。本文针对自主研发的高温MOCVD设备,建立了三维反应室结构模型和化学反应模型。