熔体处理对BiTe基热电材料组织与性能的作用

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:menchen528
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
BiTe基材料是目前常温下性能最好的热电材料之一,被广泛应用于商用制冷元件中。为了提高BiTe基热电材料的热电性能,国内外研究人员多从改进材料制备工艺着手进行探索,如区熔法、放电等离子烧结法、微波烧结法、热压法等。但上述方法大都工艺复杂、成本昂贵,却很少有人关注BiTe基热电材料制备过程中的熔体状态对材料凝固组织和性能的影响。本文以BiTe基热电材料(BiXSb1-X)2Te3(X=0.3,0.4,0.5)作为研究对象,首先采用直流四电极法,通过分析连续升降温过程中熔体的电阻率-温度行为,探索了温度诱导的熔体结构转变发生的可能性、可逆性及温度区间。并根据电阻率实验的结果,通过改变三元(BiXSb1-X)2Te3热电材料的熔体热历史,采用热分析法、凝固组织观察、XRD、能谱分析、热电性能测试等实验手段,探索熔体热处理对(BiXSb1-X)2Te3凝固行为、组织与性能的影响。主要创新性结论概述如下:1、在(BiXSb1-X)2Te3(X=0.3,0.4,0.5)合金液相线以上几百度的温度范围内,升温过程的电阻率-温度曲线均出现了明显的异常变化,而随后降温过程的曲线却十分平滑,这些结果提示,三种合金在升温过程中发生了温度诱导的熔体结构转变,且该熔体结构转变是不可逆的。2、凝固热分析及组织检验表明:(BiXSb1-X)2Te3(X=0.3,0.4,0.5)合金的凝固组织由两相组成;熔体结构状态发生改变的(BiXSb1-X)2Te3合金,其凝固形核过冷度和生长过冷度增大,形核主导阶段潜热释放的速度增大,形核率明显提高,并且条状金属间化合物相(BiXSb1-X)2Te3细化;此外,凝固组织的择优取向性减弱,Te基固溶体相的含量增多。3、Bi0.3Sb1.7Te3、Bi0.5Sb1.5Te3材料Seebeck系数及电阻率测试结果表明,熔体结构状态对(BiXSb1-X)2Te3(X=0.3,0.5)材料热电性能有显著的影响。与熔体状态发生改变前的凝固试样相比,熔体结构状态发生改变后凝固试样的Seebeck系数显著增大,同时电阻率降低;计算结果显示,最高功率因子分别达到了8.66×10-3、6.28×10-3W/(mK2),分别提升了142%、107%。综上所述,BiTe基热电材料熔体状态的改变,可明显影响其凝固组织,从而显著提升材料的热电性能。因此,运用熔体处理操控熔体状态,籍以改善材料的热电性能,这对热电材料制备方法的创新具有重要意义。
其他文献
羟基磷灰石(Ca10(PO4) 6(OH)2,HA)薄膜是一种具有优秀生物活性的医用生物材料,被广泛地应用于钛合金硬组织种植体表面改性,但由于羟基磷灰石在人体中的降解速度较快,导致种植
AZ91D镁合金表面磷化处理技术是一种简单有效的防腐手段。前处理工艺对于AZ91D镁合金锰系磷化膜的耐蚀性能具有至关重要的作用。本文系统地研究了机械前处理和化学前处理对 A
醛类是大气中浓度较高的羰基化合物,对全球臭氧和羟基自由基的浓度水平有重要的影响,控制着对流层的氧化容量。甲醛是大气中浓度最高的醛类化合物,通过光化学反应生成羧酸、羟基
在推进素质教育的过程中,越来越多的人认识到美术教育在提高与完善人的素质方面所具有的独特作用,这就要求美术教师在教育教学中,既要激发学生的好奇心,培养学生的学习兴趣,
二维材料以其优越的电学性质、光学特性、热学特性、储能能力、生物活性等特征在微电子材料与器件、光电子材料与器件、自旋电子学等诸多方面具有广泛的应用前景。为了进一步
无论在裂隙面的现场量测还是室内的统计分析中,都不可避免的产生误差,从而影响了原始数据的精确度和可信度。引起误差的原因是多方面的,有自然原因也有人为原因,为获得可信度
本文通过对荣华二采区10
期刊
全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid,PFOA)是一种持久性有机污染物,具有生物毒性与潜在健康威胁。常规污水处理工艺并不能有效去除PFOA,高效降解PFOA技术是当前的研究热点,光降解被
摩根大通在2019年取得了優异的业绩,净利润达到364亿美元,较2018年增长12%。在美国银行业盈利能力略有下降的背景下,这一业绩显得尤其突出。除商业银行业务线之外,摩根大通的各条业务线均表现出很好的经营业绩,但是,最重要的利润来源无疑是消费金融业务线,正是其超高的净利润使得摩根大通的整体利润和净资产收益率达到极高的水平。因此,摩根大通消费金融业务的成功经验对我国银行业的相应业务有着很大的参考价
期刊
铝氧化物作为一种矿物组分在天然水环境中的广泛存在,而各种铝氧化物在饮水和废水处理、催化降解、土壤修复等工艺工程中也有广泛应用,因此对各种铝氧化物水合表面上发生的各种