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High-temperature oxidation mechanism of ZrCoSb-based half-Heusler thermoelectric compounds

Journal of Materials Science & Technology 2023年第17期148卷 242-249页

作者： Jinyu Gu Lei Wang Qingfeng Song Chao Wang xugui xia Jincheng Liao Yi-Yang Sun Lidong Chen Shengqiang Bai State Key Laboratory of High Performance Ceramics and Superfine Microstructure Shanghai Institute of CeramicsChinese Academy of SciencesShanghai 200050China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

ZrCoSb-based half-Heusler(HH)compounds are among the most promising thermoelectric(TE)materials for high-temperature power *** resistance is one of the key issues for realizing the practical application of TE materials for long-term service in the ambient working *** this work,the oxidation behavior of Zr_(0.5)Hf_(0.5)CoSb_(0.8)Sn_(0.2)(ZHCSS)half-Heusler is systematically studied in the service temperature range from 873 to 1073 *** is revealed that three typical layers of oxidation products tend to form on the surface of HH sample,namely,the dense oxide layer(DOL)composed of(Zr,Hf)O_(2) and CoSb,the alternate oxide layer(AOL)composed of repeated(Zr,Hf)O_(2) and CoSb_(2)O_(6)/Co_(3)O_(4),and the CoSb layer between the DOL and *** mass gain during oxidation is mainly caused by the rapid growth of AOL,which is controlled by the outward diffusion of Zr/Hf and the inward diffusion of *** formation of a continuous CoSb layer and DOL is found beneficial to block the outward diffusion of Zr/*** on the analysis of the dominant factors on the outward and inward diffusions as well as the reaction activation energy,a simple approach is proposed to improve the oxidation resistance of Zr_(0.5)Hf_(0.5)CoSb_(0.8)Sn_(0.2)by pre-oxidizing the sample in low oxygen pressure to form the dense(Zr,Hf)O_(2) and CoSb layers as oxidation protecting and/or diffusion blocking *** oxidation test shows the effectiveness of such pre-oxidation on the formation and growth of the AOL and therefore on improving the service stability of Zr_(0.5)Hf_(0.5)CoSb_(0.8)Sn_(0.2)at high temperatures in the air.

关键词： Thermoelectric Half-Heusler compounds Oxidation mechanism

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Superior performance and high service stability for Ge Te-based thermoelectric compounds

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National Science Review 2019年第5期6卷 944-954页

作者： Tong Xing Qingfeng Song Pengfei Qiu Qihao Zhang xugui xia Jincheng Liao Ruiheng Liu Hui Huang Jiong Yang Shengqiang Bai Dudi Ren Xun Shi Lidong Chen State Key Laboratory of High Performance Ceramics and Superfine Microstructure Shanghai Institute of Ceramics Chinese Academy of Sciences Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of Sciences Materials Genome Institute Shanghai University

GeTe-based compounds have been intensively studied recently due to their superior thermoelectric performance, but their real applications are still limited so far due to the drastic volume variation that occurs during the rhombohedral–cubic phase transition, which may break the material or the material/electrode interface during ***, superior performance and high service stability for GeTe-based thermoelectric compounds are achieved by co-doping Mg and Sb into *** linear coefficient of thermal expansion before phase transition is greatly improved to match that after phase transition, yielding smooth volume variation around the phase transition ***, co-doping(Mg, Sb) in GeTe successfully tunes the carrier concentration to the optimal range and effectively suppresses the lattice thermal conductivity.A peak z T of 1.84 at 800 K and an average z T of 1.2 in 300–800 K have been achieved in ***, a Ni/Ti/Ge0.85Mg0.05Sb0.1Te thermoelectric uni-leg is fabricated and tested, showing quite good service stability even after 450 thermal cycles between 473 K and 800 *** study will accelerate the application of GeTe-based compounds for power generation in the mid-temperature range.

关键词： thermoelectrics phase transition thermal expansion service stability power generation application

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同位素温差电池用高效热电转换材料与器件研究进展

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深空探测学报（中英文） 2020年第6期7卷 525-535页

作者：柏胜强廖锦城夏绪贵陈立东中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049

同位素温差电池(Radioisotope Thermoelectric Generator,RTG)自20世纪60年代以来在深空探测领域获得长期应用。综述了同位素温差电池的主要特点和关键技术,介绍了高效热电转换材料与器件最新研究进展,结合未来深空探测需求,提出同位素... 详细信息

同位素温差电池(Radioisotope Thermoelectric Generator,RTG)自20世纪60年代以来在深空探测领域获得长期应用。综述了同位素温差电池的主要特点和关键技术,介绍了高效热电转换材料与器件最新研究进展,结合未来深空探测需求,提出同位素温差电池用热电转换材料与器件技术的发展思路。

关键词：同位素温差电池热电转换材料热电发电器件

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填充方钴矿热电器件的结构优化设计与性能

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硅酸盐学报 2021年第2期49卷 211-219页

作者：张骐昊刘睿恒廖锦城夏绪贵王超柏胜强陈立东中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050

基于热电器件全参数设计模型,设计并制备了具有不同拓扑结构的填充方钴矿器件,通过器件仿真模拟结果与实验数据的比对和分析,解析器件结构、界面、连接工艺等对器件输出性能的影响并建立其定量关系;使用批量合成的n型Yb_(0.3)Co_(4)Sb_(... 详细信息

基于热电器件全参数设计模型,设计并制备了具有不同拓扑结构的填充方钴矿器件,通过器件仿真模拟结果与实验数据的比对和分析,解析器件结构、界面、连接工艺等对器件输出性能的影响并建立其定量关系;使用批量合成的n型Yb_(0.3)Co_(4)Sb_(12)和p型Ce Fe_(3.85)Mn_(0.65)Sb_(12)填充方钴矿材料制备的单级器件最大转换效率达到9.8%,输出功率密度达1.42 W/cm2。

关键词：热电器件结构设计填充方钴矿转换效率

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Conservation Laws and Soliton Solutions for Generalized Seventh Order KdV Equation

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Communications in Theoretical Physics 2004年第4期41卷 487-492页

作者： YAORuo-xia xugui-Qiong LIZhi-Bin DepartmentofComputerScience EastChinaNormalUniversityShanghai200062China DepartmentofInformationAdministration ShanghaiUniversityShanghai200436China

With the assistance of the symbolic computation system Maple,rich higher order polynomial-type conservation laws and a sixth order t/x-dependent conservation law are constructed for a generalized seventh order nonlinear evolution equation by using a direct algebraic *** the compatibility conditions that guaranteeing the existence of conserved densities,an integrable unnamed seventh order KdV-type equation is *** introducing some nonlinear transformations,the one-,two-,and three-solition solutions as well as the solitary wave solutions are obtained.

关键词：守恒定律孤波解数学物理方法七阶方程符号计算

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陕北子洲县典型淤地坝淤积过程和降雨关系的研究

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农业工程学报 2006年第9期22卷 80-84页

作者：魏霞李占斌沈冰李勋贵鲁克新西安理工大学水资源与环境陕西省重点实验室西安710048 长安大学环境科学与工程学院西安710054

淤地坝作为黄土丘陵沟壑区水土流失治理的重要工程措施之一,其坝系优化布局、相对稳定性及坝地效益等受到广泛关注,但对其淤积过程研究甚少。该文通过对黄土高原淤地坝进行调查,典型坝淤积过程剖面的观测及取样分析,结合库容曲线和每个... 详细信息

淤地坝作为黄土丘陵沟壑区水土流失治理的重要工程措施之一,其坝系优化布局、相对稳定性及坝地效益等受到广泛关注,但对其淤积过程研究甚少。该文通过对黄土高原淤地坝进行调查,典型坝淤积过程剖面的观测及取样分析,结合库容曲线和每个淤积层的淤积厚度求出分层淤积量。根据暴雨产沙过程原理及淤积过程降雨资料,反演淤地坝各淤积层所对应的次侵蚀性降雨,建立层淤积量与相应次侵蚀性降雨指标的相关方程。研究结果表明:坝地淤积物中层淤积量和次侵蚀性降雨的降雨侵蚀力呈幂函数关系,层淤积量和次侵蚀性降雨的最大30 m in降雨强度呈指数函数关系,经检验结果良好。

关键词：黄土高原淤地坝淤积过程淤积过程反演

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