检索结果-南通市图书馆

作者：徐京男昌吉学院

学位级别：硕士

日益增大的能源需求和日益减少的传统能源储量,还有世界各国对地球变暖带来的气候变化的担忧。能源的需求、对环境的担忧使得我们迫切需要新型能源。热电材料作为一种新型能源材料,有着对环境友好、可循环利用、储量大等优点,可以明显... 详细信息

日益增大的能源需求和日益减少的传统能源储量,还有世界各国对地球变暖带来的气候变化的担忧。能源的需求、对环境的担忧使得我们迫切需要新型能源。热电材料作为一种新型能源材料,有着对环境友好、可循环利用、储量大等优点,可以明显的改善能源的利用率。铜基硫族化合物作为一种热电材料广泛受到关注,其中cu和s因为储量多,且价格低廉、毒性小,故本实验采用cus作为研究对象,通过复合和掺杂的方式调控其热电性能。本实验中采用机械合金化法制备前驱粉体,烧结方式选用低温烧结工艺。通过复合不同含量的CNTs、石墨烯、CNTs和石墨烯的混合物,和掺杂不同含量的Ag来研究对cus的热电性能的影响。本文内容包括下列四个方面:1.通过机械合金化法制备cus粉体,复合不同比例的CNTs,复合量分别为0.25wt.%,0.5wt.%,1wt.%。探索复合CNTs对cus材料的热电性能影响,结果表明CNTs的复合会降低cus的电导率但是会提升它的塞贝克系数,从而整体提高其功率因子,又因为造成的孔洞,使得热导率下降。当复合量的0.25wt.%和0.5wt.%的时候其ZT值比纯的cus提高了77%和33%。2.通过机械合金化法制备cus粉体,复合不同比例的石墨烯,复合量分别为0.25wt.%,0.5wt.%,1wt.%。石墨烯虽然和与CNTs是同一种元素,但是因为石墨烯结构的特殊性,探索其特殊的结构对cus材料的热电性能的影响。实验表明复合石墨烯后cus的电导率下降,而塞贝克系数虽然有所提高,但是所有复合石墨烯之后的样品的功率因子都均低于纯cus。3.通过机械合金化法制备cus粉体,复合CNTs和石墨烯的混合物,其中CNTs和石墨烯的摩尔比是1比1,复合含量分别为0.25wt.%,0.5wt.%,1wt.%。探索CNTs和石墨烯两种不同结构的混合物对cus的热电性能的影响。实验表明当混合物的复合量为0.25wt.%的时候,在373K～673K其功率因子高于纯cus。4.通过机械合金化法制备cuAgs(x=0.005,0.01,0.015,0.02)粉体,采用低温冷压烧结制备块体材料,通过Ag的掺杂,研究Ag掺杂对cus材料的热电性能的影响,实验表明Ag的掺杂能够提高cus材料的电导率和塞贝克系数,在373K～673K所有掺杂Ag的样品其功率因子均高于纯cus。

关键词： cu1.8s 机械合金化法低温冷压烧结复合调控掺杂调控

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cu1.8s基热电材料的制备与性能优化研究

Cu1.8S基热电材料的制备与性能优化研究

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作者：秦鹏昆明理工大学

学位级别：硕士

热电材料是一种能够实现热能和电能直接相互转化的一类能源材料,在工业余热回收、废热发电、热电制冷等领域有广泛的应用前景。以热电材料为核心单元的热电元件具有稳定、可靠、无活动部件、无噪音、无污染等众多优点,在能源日益枯竭的... 详细信息

热电材料是一种能够实现热能和电能直接相互转化的一类能源材料,在工业余热回收、废热发电、热电制冷等领域有广泛的应用前景。以热电材料为核心单元的热电元件具有稳定、可靠、无活动部件、无噪音、无污染等众多优点,在能源日益枯竭的今天受到了广泛关注。本文研究的cus基热电材料是一类新型的热电材料,与传统高性能热电材料诸如碲化铋、碲化铅相比具有原料廉价易得、低毒、环境友好等优点,但硫化铜热电材料的性能还比较低。本文着眼于p型cus基热电材料,采用机械合金化法(MA)制备化合物粉体,采用放电等离子烧结(sPs)法制备多晶块体材料。通过制备工艺优化、组元优化和第二相弥散来提升cus的热电性能。研究表明,MA工艺中的球磨时间能够显著影响合成粉体的活性,进而影响sPs后块体的物相组成,最终粉体球磨时间3小时,在723K烧结的cus块体样品在773K取得最大ZT值0.72。在此基础上,通过sn元素掺杂能够引入第二相和纳米气孔,有效地散射了声子,大幅降低cus块体的热导率。纳米结构化是优化材料热电性能的有效方法。本论文通过在MA过程中直接添加第二相纳米粒子的方法,制备了siC,Wse纳米颗粒弥散增强的cus块体材料,通过能量过滤效应和能带工程效应优化了cus的载流子浓度,提升了其热电性能。其中cus+1 wt%siC块体材料在773K时ZT值为0.87,cus+1 wt%Wse块体材料在773K时ZT值为1.22。此外我们还发现稀土氯化物ReCl(RE=Y,La,Pr,Nd,Ce)掺杂可以协同优化cus块体样品的电输运性质和热输运性质。由于Cl元素取代s元素优化了载流子浓度,同时稀土原子的掺杂增加了能态密度的复杂程度,cus的seebeck系数得到大幅提升,于此同时Lacu纳米析出相又大幅降低了热导率,最终cus+2 wt%LaCl样品在773 K时取得最大的ZT值1.2,是未掺杂cus块体材料的2.4倍。

关键词： cu1.8s 机械合金化放电等离子烧结热电性能

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能带与微观结构调控对cu1.8s块体材料热电性能的增强机理研究

能带与微观结构调控对Cu1.8S块体材料热电性能的增强机理研究

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作者：张益欣昆明理工大学

学位级别：硕士

热电材料是一类能够在热能和电能之间实现直接相互转换的新型能源材料。现如今传统能源日渐枯竭,温室效应和环境污染亟待控制。以热电材料作为核心元件的热电器件拥有稳定、无活动部件、无噪声、无污染等诸多优点,其在工业余热回收、废... 详细信息

热电材料是一类能够在热能和电能之间实现直接相互转换的新型能源材料。现如今传统能源日渐枯竭,温室效应和环境污染亟待控制。以热电材料作为核心元件的热电器件拥有稳定、无活动部件、无噪声、无污染等诸多优点,其在工业余热回收、废热发电、半导体制冷等方面有着广泛的应用前景,因此热电材料的发展在当下也受到了愈来愈多的关注。本文研究的cus半导体材料是一种极具潜力的中高温热电材料,它与传统的高性能热电材料相比有着环境友好、低毒、原料价格低廉、元素分布广等优点,但是硫化铜材料的热、电性能仍有待改善。本文以p型cus基热电材料作为研究对象,结合机械合金化法(MA)及放电等离子烧结(sPs)技术,制备合成出cus基多晶块体热电材料,并且通过引入其它硫化物对基体材料的能带结构及微观结构进行调控,优化cus材料的热电性能。一方面通过引入硫化物第二相实现对基体材料的掺杂以优化载流子浓度并调控能带结构,另一方通过引入第二相调控基体材料的微观结构,引入一些对声子有散射作用的缺陷,最终协同优化材料的热电性能。目前针对cus基热电材料,对于在cus中引入何种第二相材料能够实现优化其热电性能的目标,尚缺乏可供借鉴和指导的理论研究,仍需要大量的实验结果提供依据。本文通过在MA过程中引入硫化物第二相的方法,制备出了Na2s、核壳结构Bi/Bi2s3、Pb s、In2s3掺杂cus的块体材料,由浅入深地研究了各类硫化物对cus材料能带结构和微观结构的调控作用,并探索了cus块体材料热电性能的增强机理。实验结果表明,引入2 wt%Na2s能够制备出具有多孔微观结构的cus块体材料,热导率也因此而显著下降,ZT值在773 K时达到了0.77。通过Bi/Bi2s3核壳结构纳米棒的掺杂,利用能量过滤效应优化了塞贝克系数,使得cus材料的ZT值在723 K时就达到了0.77。对cus材料进行Pb s掺杂后既通过调节能带结构和载流子浓度优化了电性能,同时也引入了点缺陷及链状纳米气孔降低了材料的热导率,这使得该材料的ZT值在773 K时达到了1.1。我们也发现通过快速掺杂的方式引入In2s3不但能够实现In对cus的掺杂,而且在制备过程中形成了特殊纳米结构,最终该材料的ZT值在773 K时达到了1.4,该值是纯的cus块体材料的2.9倍,同时也是cus材料体系目前文献报道中的最高ZT值。

关键词： cu1.8s 能带调控微观结构热电性能

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Enhanced thermoelectric properties of Mn_(x)cu_(1.8)s via tuning band structure and scattering multiscale phonons

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Journal of Materiomics 2021年第3期7卷 556-562页

作者： Zhao Zhao Dou-Dou Liang Jun Pei Jian-Lei shi Yin Wu Rui Zhang Bo-Ping Zhang The Beijing Municipal Key Laboratory of New Energy Materials and Technologies School of Materials Science and EngineeringUniversity of Science and TechnologyBeijing100083China

Digenite(cu_(1.8)s)as a potential p-type thermoelectric(TE)material has attracted extensive attention due to its environmental benign,abundant resources and low cost of component *** this study,the TE properties of Mnxcu_(1.8)s bulk samples prepared by mechanical alloying(MA)combined with spark plasma sintering(sPs)were *** Mn would initially substitute cu and tune the band structure of cu1.8s with an enlarged band gap ***,if Mn content is beyond the solubility limit of x=0.01 in cu1.8s will cause the formation of Mns,which contributes to the formation of cu-rich phases at 0.02 ≤x≤ *** from the synergetic scattering effect of point defects(Mn cu,V_(s))and Mns,cu1.96s,cu1.97s,cu2s phases,the lowest thermal conductivity k value of 0.75 W m^(-1) K^(-1) was obtained at 773 K for *** with the decreased k,the highest figure of merit ZT value of 0.92 at 773 K achieved in Mn0.08cu1.8s bulk sample.A maximum engineering ZTeng of 0.3 and its efficiency hmax of about 6%were obtained at 323e773 K,which is almost 3 times than that of the pristine cu1.8s(ηmax=2.2%).Introducing Mn in cu1.8s is an effective and convenient strategy to improve TE performance.

关键词： cu1.8s Mn doping Thermoelectric superionic conductor

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取向硅钢中cu_(1.8)s晶粒抑制剂的热力学计算

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安阳工学院学报 2017年第4期16卷 41-43页

作者：何寒杨建军安阳工学院机械工程学院河南安阳455000

采用一种计算已知熔点温度Tm的固体化合物Cp一般表达式的方法(温度范围298K^Tm),计算出取向硅钢中晶粒抑制剂cu_(1.8)s在298~1403K之间的等压摩尔热容随温度变化的表达式为:Cp(T)=76.3681+5.0017×10-3T-11.76×105T-2,为采用热力学方... 详细信息

采用一种计算已知熔点温度Tm的固体化合物Cp一般表达式的方法(温度范围298K^Tm),计算出取向硅钢中晶粒抑制剂cu_(1.8)s在298~1403K之间的等压摩尔热容随温度变化的表达式为:Cp(T)=76.3681+5.0017×10-3T-11.76×105T-2,为采用热力学方法推导出cu_(1.8)s在铁素体和奥氏体中的固溶度积公式确定其固溶温度并发挥其作用奠定了一定的理论基础。

关键词：晶粒抑制剂 cu1.8s 热力学

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