检索结果-南通市图书馆

作者：王永杰兰州理工大学

学位级别：硕士

热电材料是一种能实现热电转换的功能材料,利用该材料不仅可以使汽车尾气、地热、太阳能等低品位热源发电,而且可以实现电的静态制冷。进入21世纪以来,当今社会发展迅速,随着能源与环境危机的日益加剧,作为适应绿色环保主题的热电材料,... 详细信息

热电材料是一种能实现热电转换的功能材料,利用该材料不仅可以使汽车尾气、地热、太阳能等低品位热源发电,而且可以实现电的静态制冷。进入21世纪以来,当今社会发展迅速,随着能源与环境危机的日益加剧,作为适应绿色环保主题的热电材料,以其质量轻、体积小、无传动部件、无噪音、寿命长、运行精确可靠等优点而备受关注。在众多铁硅化合物中,β-fesi2作为一种新型热电材料更引人注目,其具有高抗氧化性、原料来源丰富、价格低廉等特点,已经受到越来越多材料工作者的关注。本文采用自蔓延高温合成结合后续热处理工艺来制备热电材料β-fesi2.以Fe粉、Si粉、KNO3为原料,并且固定Fe粉和Si粉以原子比为1：2.5。球磨混料压坯后进行自蔓延高温合成,然后将合成的产物进行热处理,热处理条件选定为温度750℃、时间3h。主要从以下几个方面进行研究：1.对比分析掺杂不同含量的锰对最终合成产物物相的影响,探究出合适的掺杂比例;2.研究掺杂不同比例的铜对合成反应产物的影响,确定出合理的添加比例;3.研究分散剂的加入对混料后物料的影响以及与原始物料利用率的关系,探究分散剂的加入对最终合成产物相组成是否存在一定的影响。研究结果表明：1.自蔓延高温合成得到产物呈α-Fe2Si5单相,未有p相产生,热处理可以使α相转变为p相;掺杂适量Mn可以使产物中p相的相对含量增加,但是产物中仍有α-Fe2Si5存在,过量Mn的加入不会使得α相向β相的转化率提高,反而会使α相的相对含量增加;2.添加适量的Cu可以使热处理产物中p相产率提高,添加0.6%Cu时产物中只有少量的α-Fe2Si5存在;而同时掺入1.0%Mn和0.6%Cu并经过热处理后,可以完全消除α相,p相峰值达到最高,α-Fe2Si5完全转变为β-fesi2;3.分散剂的加入可使原始粉料混合的更加均匀,并且提高原始粉料的利用率,加入1.0%硬脂酸后原始粉料利用率可达80%,加入分散剂对最终产物的相组成影响甚小,添加1.0%硬脂酸作为分散剂的试样物料混合的最均匀,粉末颗粒也最小,从而得到的合成球珠产物的粒径也最小。

关键词：自蔓延高温合成锰、铜掺杂 β-fesi2 热处理分散剂

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高压高温探究合成β-fesi2热电材料

高压高温探究合成β-FeSi2热电材料

作者：马艳平牡丹江师范学院

学位级别：硕士

本论文利用高纯Fe粉和Si粉按非化学计量比混合,在国产六面顶压机上进行高温高压合成。主要结论如下: 在压力3.5 GPa,温度为800℃时合金主要由Si单质和ε-fesi、α-fesi相组成。此时合金未达到完全熔融,当温度大约在825℃-925℃这个区间... 详细信息

本论文利用高纯Fe粉和Si粉按非化学计量比混合,在国产六面顶压机上进行高温高压合成。主要结论如下: 在压力3.5 GPa,温度为800℃时合金主要由Si单质和ε-fesi、α-fesi相组成。此时合金未达到完全熔融,当温度大约在825℃-925℃这个区间时,样品主要由ε-fesi、α-fesi相组成,硅单质消失,此时硅铁合金以稳定的ε和α双相存在。当温度在大于950℃时合金主要以α-fesi相为主,四方相α-fesi是这个系统中的高温化合物。高压凝固条件下Fe-Si合金随压力的增加,样品XRD主要由ε-fesi、α-fesi相组成,并没有发生其他相变;随着合成时间的增加合金受到污染。经过对合成时间、压力、温度的考察,在六面顶压机上不能直接合成β-fesi热电材料。未掺杂的β-fesi为P型半导体材料。压机上合成的块体样品进行800℃不同时间下的退火处理,最后得到β-fesi相样品。与常压下不同,高压下凝固的Fe-Si共晶组织经过退火处理后晶体收缩成岛状。由掺杂Co的合成样品的电阻率、Seebeck系数从功率因子中看出,在常温下我们得到的样品热电性能不高,考虑到文献报道β-fesi为中高温区半导体热电材料,所以在变温下样品的热电性能有待考察。但相对于未掺杂P型的β-fesi材料,Seebeck系数已有很大的提高,电阻率也较未掺杂的减小了很多。掺杂Co的合成样品已具备热电材料的初步性能。

关键词：高温高压 β-fesi2 电阻率 Seebeck系数

激光烧结制备β-fesi2热电材料的工艺研究

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激光烧结制备β-FeSi2热电材料的工艺研究

作者：姜丹丹华中科技大学

学位级别：硕士

随着世界科技和经济的发展,全球性的环境恶化和能源危机正威胁着人类的长期稳定的生活,因此环境及能源问题成为科学研究中的一个热点问题。热电材料是一种可实现热能和电能之间直接相互转换的材料。β-fesi2在200℃-900℃范围内具有良... 详细信息

随着世界科技和经济的发展,全球性的环境恶化和能源危机正威胁着人类的长期稳定的生活,因此环境及能源问题成为科学研究中的一个热点问题。热电材料是一种可实现热能和电能之间直接相互转换的材料。β-fesi2在200℃-900℃范围内具有良好的高温热电转换功能,它是一种性能极优的热电材料,不仅具有高的抗氧化性,在大气中无需保护,不易中毒,且对环境毫无污染。本论文依据激光烧结具有加热速度快,冷却速度高的快速凝固的特性,采用激光烧结法制备β-fesi2,讨论不同实验参数对制备过程中β相转化的影响。 (1)选择99.99%的Fe粉和Si粉为原料,根据fesi2中Fe与Si的原子计量比配制混合粉末,经过球磨压片后进行预烧结。实验研究了预烧结中烧结时间和烧结温度不同对fesi2合金中相变化的影响。 (2)利用激光能使材料快速凝固的特点,选择高功率横流CO2激光器进行激光烧结。烧结后的材料内部达到高的形核率,晶粒组织细化,因此能大大缩短退火时间,并且有效地解决了传统制备方法中晶粒易粗大的问题,有利于提高fesi2的热电性能。实验研究了激光烧结中烧结功率和烧结时间不同对fesi2合金中相变化的影响。利用ANSYS有限元分析软件理论模拟烧结过程中材料温度场的变化,这对于实验有着指导帮助作用。 (3)研究材料在退火过程中不同的退火时间对β相转化的影响,选择合适的参数对于最终得到优的热电性能的fesi2至关重要。

关键词： β-fesi2 激光烧结快速凝固有限元热电材料

自蔓延—热处理制备热电材料β-fesi2及其热电性能研究

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自蔓延—热处理制备热电材料β-FeSi2及其热电性能研究

作者：马彦红兰州理工大学

学位级别：硕士

20世纪90年代以来,随着世界经济和科技的不断发展,一次能源的过度使用,导致了以温室效应、雾霾、酸雨等为首的环境问题的产生,最终使得能源枯竭及全球环境危机日益严重。因此,研究并开发无污染、无噪音、高效率的能量转换材料来代替一... 详细信息

20世纪90年代以来,随着世界经济和科技的不断发展,一次能源的过度使用,导致了以温室效应、雾霾、酸雨等为首的环境问题的产生,最终使得能源枯竭及全球环境危机日益严重。因此,研究并开发无污染、无噪音、高效率的能量转换材料来代替一次能源,成为各国材料工作者追求的目标。另外,若将热电转换技术与太阳能、核聚变等结合起来,合理利用这些源源不断且无污染的能源,从而实现能源的可持续发展,同时也减缓了环境危机。其中,fesi2具有良好的高温抗氧化性及高温热电转换性能,同时资源丰富、价格低廉,且无毒,是一种很有应用价值的高温热电转换材料。本文以能够实现热能和电能互相转换的热电材料β-fesi2为研究对象,以Fe粉、Si粉及KNO3为原料,采用工艺简单、节能、瞬间完成反应过程的自蔓延高温合成及后续热处理工艺研制备热电材料β-fesi2。采用X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)等分析讨论了不同工艺参数对合成产物组织结构的影响,这些参数主要包括原料粒度、压坯压力、热处理温度及热处理时间等。另外,通过掺杂不同含量Co的元素,利用XRD、SEM对比分析不同Co含量的自蔓延高温合成产物及经过热处理后获得的试样的相组成及形貌,同时将这些组织疏松的粉末试样,使用真空烧结压机进行热压成型,使其致密化,然后测试了所制备块状试样的Seebeck系数、电阻率及热导率等热电参数,并对其进行了分析讨论,最终为制备性能较好的热电材料β-fesi2奠定基础。研究表明:1、压坯压力的增大或原料粒度的减小,都会使试样的致密度增大,反应也越容易发生,当压力为120Mpa,原料粒度为75～90μm时,反应速率最快,获得的产物颗粒之间也没有粘结现象;2、当热处理温度为840℃时,保温时间为3h时,β相衍射峰强度增强很明显,β-fesi2转化率最高,杂相α相基本消失,产物的晶型生长完整,结晶度最高,所以最佳的热处理工艺为:热处理温度840℃、保温时间3h。3、掺杂Co对自蔓延高温合成产物的相组成没有影响,当添加量为0.05%时,α相的衍射峰强度最强,而ε相的衍射峰强度最弱,获得的共晶组织中α相结晶度好,含量较高,经热处理后,获得的试样中β-fesi2的结晶度好,纯度高;4、通过对β-fesi2的各热电参数进行研究发现,在相同温度下,掺入元素Co后,试样的热电参数与未掺时相比,均有显著的变化,其Seebeck系数有所增大,而电阻率及热导率却有所减小。

关键词： β-fesi2 自蔓延高温合成热处理工艺 Co掺杂热电性能

Mn掺杂β-fesi2能带结构及光电子特性计算

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Mn掺杂β-FeSi2能带结构及光电子特性计算

作者：龙章勇贵州大学

学位级别：硕士

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法，对具有重大应用前景的半导体光电子材料掺杂Mn的β-fesi的几何结构、能带结构及其光电子特性进行了详细的计算研究。详细计算了掺杂Mn的β-fesi的几何结构、能带结构和光学性质... 详细信息

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法，对具有重大应用前景的半导体光电子材料掺杂Mn的β-fesi的几何结构、能带结构及其光电子特性进行了详细的计算研究。详细计算了掺杂Mn的β-fesi的几何结构、能带结构和光学性质。结果表明Mn杂质原子对Fe原子的取代造成晶格畸变，晶胞体积增大;掺入杂质时掺杂原子的置换位置具有择位性，Mn掺杂时Mn原子的置换位置为FeI位的Fe原子;Mn掺杂后，费米面向价带偏移，β-fesi导电类型变为p型;计算了Mn杂质的存在对β-fesi的光学性质造成的影响：掺杂后的β-fesi的复介电函数、吸收系数、折射率、反射率、光电导率光谱都向低能方向发生了偏移;Mn掺杂使得能量损失函数的最大峰值向低能方向偏移，最大吸收峰的值减小;Mn的掺入增大了β-fesi的折射率n。

关键词： β-fesi2 掺杂Mn 能带结构光学性质密度泛函理论第一性原理

自蔓延—热压工艺制备热电材料β-fesi2

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自蔓延—热压工艺制备热电材料β-FeSi2

作者：高君玲兰州理工大学

学位级别：硕士

热电材料是一类能直接实现热电转换功能的材料，无需机械部件，无噪音，节约能源，因此受到人们的关注。其中β-fesi作为热电材料，在世界能源危机日益显现和人们致力于绿色能源开发的今天，对其的研究开发应用有着重要的现实意义。它... 详细信息

热电材料是一类能直接实现热电转换功能的材料，无需机械部件，无噪音，节约能源，因此受到人们的关注。其中β-fesi作为热电材料，在世界能源危机日益显现和人们致力于绿色能源开发的今天，对其的研究开发应用有着重要的现实意义。它的特点是具有比较高的Seebeck系数，来源广泛，价格低廉，高温抗氧化性好，无毒以及高的工作温度。由于β-fesi具备以上优点，它有广泛的应用前景。本文采用自蔓延-热压工艺制备热电材料β-fesi。主要从以下几个方面进行研究：1.对于自蔓延高温合成(燃烧合成)的中间产物α-fesi在转变为β-fesi的过程中，热压时间固定为4min，探究不同的热压温度和压力对合成产物的影响，总结最合理的热压工艺参数;2.燃烧合成过程中为了使得产物只包含α-fesi，在配料阶段通过改变硅的含量，研究燃烧合成产物相的组成，寻找最合理的铁硅比例;3.对比分析不同的铜掺杂含量对合成产物的影响，探究最佳掺杂比例;4.通过掺杂不同含量的铝，分析不同含量下合成产物的相组成结构及形貌。实验结果表明：1.当铁硅原子比为nFe:nSi=1:3，掺入0.50at%的Cu，热压时间定为4min，热压温度为720℃时，α-fesi已经基本转变为β-fesi，到800℃时部分β相重新转变为α-fesi，且压力的提高有助于β-fesi生成和致密度的提高;2.当铁、硅原子比例为1:2.5时，燃烧合成的球粒状产物只包含α-fesi，消除了ε-fesi相;利用酒精在超声波清洗仪中清洗燃烧合成球粒状产物时，如果清洗不够充分，熔渣中的ε-fesi粘附于球粒上，会导致β-fesi合成过程中ε相剩余;3.在利用共析反应α→β+Si生成β-fesi的过程中，少量Cu的掺入可以明显提高反应速度，并且随着Cu含量的增加，反应速度随之提高，由断口SEM形貌可见，反应生成了大小均匀的β-fesi微粒，而生成的Si弥散分布于其中;4.铝的掺入可以提高原始粉料的的利用率，但铝对α-fesi向β-fesi转变的促进作用不太明显。为了避免铝的过多的掺入，当掺入2at%Al的同时掺入0.2at%Cu，α-fesi完全转变为β-fesi，β相的峰值达到最高。

关键词： β-fesi2 自蔓延 α-Fe2Si5 热压工艺掺杂

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自蔓延—退火法制备β-fesi2热电材料

自蔓延—退火法制备β-FeSi2热电材料

作者：王思谦兰州理工大学

学位级别：硕士

β-fesi是一种新型的热电和光电材料,具有抗氧化、无毒、原料来源丰富和价格低廉等优点,对红外光的吸收能力很强,理论的光电转换效率高,β-fesi所对应的特征区正是硅的全透明区,它是光纤通信中的最重要波段,有利于同新型光电器件和光纤... 详细信息

β-fesi是一种新型的热电和光电材料,具有抗氧化、无毒、原料来源丰富和价格低廉等优点,对红外光的吸收能力很强,理论的光电转换效率高,β-fesi所对应的特征区正是硅的全透明区,它是光纤通信中的最重要波段,有利于同新型光电器件和光纤的结合。目前对于制备β-fesi材料的方法有:外延法、机械合金化法、离子束合成法、快速凝固法、热压法、放电等离子烧结法、化学气相输运法和温度梯度溶液生长法,采用上述方法制备β-fesi热电材料生产周期长、耗能大且成本高,不适合于大批量生产,有必要寻求更好的方法。燃烧合成有着反应快、节约能源、产品纯度易于提高、适用性大、投资小等优点,为此我们对自蔓延-退火法制备单相β-fesi材料进行了研究,该工艺可以提高β-fesi的实际应用价值和广泛推广应用,可直接投入工业生产降低成本。以Fe粉、Si粉、KNO为原料,考察了机械活化过程、KNO掺量对燃烧合成fesi的影响以及退火处理对燃烧合成产物的影响。研究表明:在球磨混料过程后,使反应粉料存储了部分机械能,在相同球磨混料条件下,原始粉料经球磨3h利用燃烧合成的材料最为理想,与球磨1h的燃烧合成产物相比,球磨3h的原始粉料燃烧合成产物中的α-fesi含量也有所提高,ε-fesi和α-fesi共晶球粒尺寸进一步增大;KNO能够诱导铁硅金属化合物生成,不同掺量的KNO所对应燃烧合成产物呈现不同的组相,随着KNO掺量的进一步加大,燃烧合成产物中α-fesi的量也同步加大,KNO掺量在40%的时候,燃烧合成产物中,α-fesi明显提高,始终没有β-fesi存在;不同掺量KNO的Fe-Si燃烧合成产物放在真空退火炉中,进行880℃的退火处理2小时,可使α-fesi全部转变为β-fesi,但对ε-fesi不产生影响。KNO掺量在整个工艺中占十分重要的地位,不仅影响燃烧合成α-fesi相的含量,同时间接性影响着热处理后的β-fesi相的含量。燃烧合成产物经球磨后的粉料及压坯经退火后,以表面自由能降低为驱动力,燃烧合成产物颗粒之间相互粘结,成内部的多孔结构。本文针对Fe粉、Si粉和KNO为原料,采用控制燃烧放热法,考察了燃烧合成Fe-Si金属间化合物的组织转变过程,燃烧合成Fe-Si金属化合物的反应大致可分为如下几个过程:KNO的分解与Si、Fe粉料的熔化溶解;燃烧合成Fe-Si共晶组织的孕育与生长和fesi-fesi共晶颗粒的粗化。提出了燃烧合成Fe-Si金属化合物反应可以用溶解—扩散一析出机制来进行描述:由KNO分解并释放大量的热量直接导致Si颗粒的首先熔化,并在粉坯的空隙中蔓流,致使细小的Fe粉向熔融Si中的溶解、扩散加剧,随着液态扩散反应的进行,待其浓度达到饱和,即会有Fe-Si共晶颗粒析出,从而引发的共晶胚核的形成和长大。

关键词：自蔓延 β-fesi2 退火处理 KNO3

纳米β-fesi2和a-Si混合结构稳定性与性能研究

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纳米β-FeSi2和a-Si混合结构稳定性与性能研究

作者：牛华蕾大连理工大学

学位级别：硕士

β-fesi作为一种新型的半导体材料,具有正交晶体结构,直接带隙0.85-0.87ev,对应的波长是1.3-1.5um,理论光电转化率可以达到16%-23%;β-fesi又是环境友好型半导体,合成它所需要的元素即含量丰富又安全;β-fesi还可以与硅工艺兼容,正是这... 详细信息

β-fesi作为一种新型的半导体材料,具有正交晶体结构,直接带隙0.85-0.87ev,对应的波长是1.3-1.5um,理论光电转化率可以达到16%-23%;β-fesi又是环境友好型半导体,合成它所需要的元素即含量丰富又安全;β-fesi还可以与硅工艺兼容,正是这些优点使其在硅基半导体器件、光电器件、热电器件及光伏器件等方面得到广泛的应用;另外因为β-fesi具有高的光吸收能力,有望用于新太阳能电池。然而它的带隙性能还没有一个定论,激发能得到光信号还比较弱,难以达到应用所需要的水平。在前期研究中,我们已经成功的制备了纳米β-fesi颗粒/a-Si多层膜,并在室温测到其发光性能,但是在对纳米β-fesi颗粒/a-Si多层膜微结构表征过程中,发现850℃/8h退火后纳米β-fesi颗粒出现层间扩散趋势,本次实验试图对多层膜进行更长时间的退火,专门研究退火对纳米β-fesi颗粒/a-Si结构稳定性的影响;同时尝试采用其它的实验方法制备铁硅薄膜。制备所得薄膜对其结构、成分及光学性能进行检测和分析。论文分以下两部分: 1,利用射频磁控溅射的方法在Si(100)基片上成功的制备连续性和平整性较好的Fe/Si多层膜,经过850℃/12h退火,发现薄膜相组成没有变化,但是结构不再稳定,其中令人惊奇的是退火后形成一层厚厚非晶Si层,非晶Si主要来自于基体硅的非晶化,当硅的沉积时间长时,原来多层膜中的非晶Si也有贡献。非晶层的起始生成位置是在β-fesi颗粒一侧。非晶层的长大需要基体Si扩散做补充,同时剩余多层结构中反应生成的β-fesi相会越过非晶层扩散到顶层铁硅化合物层。非晶硅向基体硅的推进是需要Fe的存在。界面前沿的少量Fe元素的存在催化了晶体Si到非晶Si的转变。样品中铁硅非晶对样品的吸收有明显贡献。 2,利用微波ECR等离子体源增强非平衡磁控溅射法,在Si(100)基片上成功制备了非晶铁硅薄膜;并探究铁硅沉积功率的改变、氢气的加入与否和退火对薄膜的结构和性能的影响;样品经过850℃/4h退火处理后,Fe的功率40W和50W的样品成功制备埋入非晶中的β-fesi颗粒;对退火前后样品的带隙进行测定,发现一定配比的铁硅非晶对样品的吸收也有贡献,证实一定配比的铁硅非晶有半导体特性。

关键词： β-fesi2 磁控溅射铁硅薄膜微结构光学性能

AMPS-1D软件模拟设计P-Si/β-fesi2/N-Si三明治结构薄膜太阳能电池

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AMPS-1D软件模拟设计P-Si/β-FeSi2/N-Si三明治结构薄膜太阳能电池

作者：刘浩文湖北大学

学位级别：硕士

β-fesi2是带隙宽度为0.87eV的直接带隙半导体,光吸收系数高达1×105cm-1,在太阳能电池方面有很高的潜在应用价值。近十年来多个研究小组针对β-fesi2/Si异质结太阳能电池展开研究,但实验报道最佳的β-fesi2/Si薄膜太阳能电池的转换效... 详细信息

β-fesi2是带隙宽度为0.87eV的直接带隙半导体,光吸收系数高达1×105cm-1,在太阳能电池方面有很高的潜在应用价值。近十年来多个研究小组针对β-fesi2/Si异质结太阳能电池展开研究,但实验报道最佳的β-fesi2/Si薄膜太阳能电池的转换效率仅有3.7%,远远达不到实际应用的需求。因此,本文设计了一种P-Si/β-fesi2/N-Si三层结构的薄膜太阳能电池,并采用光电子器件模拟软件—AMPS-ID进行模拟,研究器件结构,材料特性对光伏性能的影响。本论文从器件基本结构出发,系统研究了β-fesi2的厚度、缺陷态密度,P-Si与N-Si的掺杂浓度,界面态等参数对P-Si/β-fesi2/N-Si三层结构电池性能的影响。研究结果表明,最优化的β-fesi2厚度为300nm;在缺陷态密度低于1×1016cm-3eV-1时,三层结构的开路电压明显高于两层结构。当缺陷态密度高于1×10’6cm-3eV-1时,内建电场将会严重削弱。这表明,控制减少缺陷态密度是实现三层结构高效光伏性能的重要条件。此外,研究结果指出,增加两侧硅层掺杂浓度可以进一步减小界面势垒的高度和宽度,有助于光生载流子隧穿通过界面,并降低载流子在界面的复合。此外,本论文综合比较了P-Si/β-fesi2/N-Si三层结构,β-fesi2/Si,以及硅太阳能电池三种不同结构的光伏特性。结果指出,β-fesi2高的光吸收系数在电池中具有明显优势,P-Si/β-fesi2/N-Si三层结构在厚度仅为单晶硅5%的条件下得到了与单晶硅太阳能电池相当的转换效率,而且三层结构效率明显高于β-fesi2/Si异质结。本论文设计的新型P-Si/β-fesi2/N-Si三层结构薄膜太阳能电池具有超薄、高效率、低成本等优势,为发展新型太阳能电池提供了一种新的思路。

关键词： β-fesi2 AMPS-1D 太阳能电池 HIT

激光合成β-fesi2的结构特性及性能研究

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激光合成β-FeSi2的结构特性及性能研究

作者：田念俊华中科技大学

学位级别：硕士

热电材料是一种能实现热能和电能直接转换的半导体材料,可解决当今面临的环境问题及能源问题。β-fesi热电材料在200℃到900℃范围内具有良好的热电性,且材料来源丰富,对环境无污染,并具有高抗氧化性等优点,故有很好的应用前景。由于β-... 详细信息

热电材料是一种能实现热能和电能直接转换的半导体材料,可解决当今面临的环境问题及能源问题。β-fesi热电材料在200℃到900℃范围内具有良好的热电性,且材料来源丰富,对环境无污染,并具有高抗氧化性等优点,故有很好的应用前景。由于β-fesi半导体相范围很窄,易含有ε和α金属双相,明显降低材料的热电性能。且细化晶粒可提高材料的热电性能。故如何制备出晶粒细小的单相β-fesi的生产工艺对其应用非常重要。本论文根据这一需要采用激光烧结法制备β-fesi,具体工作如下: (1)首先将混合粉末球磨,得到充分混合均匀的粉末,然后冷压成块方便进行烧结实验。接着用管式真空炉对粉末块体进行预烧结,研究烧结温度对合金相变的影响。 (2)根据激光烧结具有加热速度快、冷却速率高可以快速凝固的优点,利用激光烧结制备试样。本论文首次采用激光烧结法制备β-fesi材料,并通过ANSYS模拟激光烧结温度场,确定出较好的烧结参数。 (3)用两种工艺进行激光烧结研究:一种是对预烧后的块体进行激光烧结,将预烧后的合金重熔,后快速凝固成微小的晶粒并退火得到较多的β-fesi相;另一种是直接采用激光烧结粉末块体,并用500w功率光斑半径6mm的激光直接烧结试样90s并退火得到比较单一的β相细小晶粒。 (4)最后,用XRD、SEM分析方法研究各实验参数对β-fesi生成的影响。本论文用激光直接烧结法制备出了较单一的β-fesi相材料,为快速制备高性能的β-fesi热电材料提出了一种新的方法。

关键词：热电材料 β-fesi2 激光烧结 ANSYS 快速凝固