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Electronic Transport in Alloys with Phase Separation (Composites)

Open Journal of Composite Materials 2019年第1期9卷 21-56页

作者： Joachim Sonntag Bertrand Lenoir Pawel Ziolkowski TE Connectivity Sensors Germany GmbH Dortmund Germany Institut Jean Lamour UMR 7198 CNRS-Université de Lorraine 2 Allée André Guinier-Campus ARTEM Nancy Cedex France German Aerospace Center Institute of Materials Research Koln Germany

A measure for the efficiency of a thermoelectric material is the figure of merit defined by ZT = S2T/ρκ, where S, ρ and κ are the electronic transport coefficients, seebeck coefficient, electrical resistivity and thermal conductiviy, respectively. T is the absolute temperature. Large values for ZT have been realized in nanostructured materials such as superlattices, quantum dots, nanocomposites, and nanowires. In order to achieve further progress, (1) a fundamental understanding of the carrier transport in nanocomposites is necessary, and (2) effective experimental methods for designing, producing and measuring new material compositions with nanocomposite-structures are to be applied. During the last decades, a series of formulas has been derived for calculation of the electronic transport coefficients in composites and disordered alloys. Along the way, some puzzling phenomenons have been solved as why there are simple metals with positive thermopower? and what is the reason for the phenomenon of the “Giant Hall effect”? and what is the reason for the fact that amorphous composites can exist at all? In the present review article, (1), formulas will be presented for calculation of σ = (1/ρ), κ, S, and R in composites. R, the Hall coefficient, provides additional informations about the type of the dominant electronic carriers and their densities. It will be shown that these formulas can also be applied successfully for calculation of S, ρ, κ and R in nanocomposites if certain conditions are taken into account. Regarding point (2) we shall show that the combinatorial development of materials can provide unfeasible results if applied noncritically.

关键词： Hall Effect Giant Hall Effect seebeck Coefficient (Thermopower) Electron Density Conductivity Thermal Conductivity Composites Nanocomposites Percolation Theory

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Thermoelectric Power Studies Cu-Cd Ferrites

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World Journal of Condensed Matter Physics 2012年第1期2卷 24-26页

作者： K. Rama Krishna K. Vijaya Kumar Ch. Abraham Lincoln D. Ravinder Jawaharlal Nehru Technological University Hyderabad Hyderabad India Malla Reddy College of Engineering & Technology Hyderabad India Osmania University Hyderabad India Osmania University Hyderabad India.

Thermoelectric Power Studies of Cadmium Substituted Copper Ferrites of various compositions were investigated from room temperature to well beyond the curie temperature by differential method. The seebeck coefficient is negative for all compositions showing that these ferrites behave as n-type semi conductors. Plots of seebeck coefficient verses tem- perature shows maximum at Curie temperature. On the basis of these results an explanation for the conduction mechanism in Cu-Cd mixed ferrites is suggested.

关键词： Cu-Cd Ferrites seebeck Coefficient Hopping Mechanism Curie Temperature

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Synthesis and Thermoelectric Property of 1D Flexible PEDOT: p-TSA/Glass Fiber

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Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering 2018年第3期6卷 448-463页

作者： Xiaohua Chen Guangshi Tang Junqing Pan Hanfu Wang College of Science Beijing University of Chemical Technology Beijing China CAS Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication National Center for Nanoscience and Technology of China Beijing China

Exploiting the thermal insulation properties of glass fiber and excellent conductivity of conducting polymer, a novel one-dimensional (1D) composite thermoelectric material, based on poly(3,4-ethylenedioxythiophene): p-toluenesulfonic acid (PEDOT: p-TSA)/glass fiber, is prepared by coating the PEDOT: p-TSA on the surface of glass fiber with in situ polymerization method. We hope the materials can bring out the performance of the “electron conductor, photon glass”. During the polymerization process, the effects of oxidant concentration and dopant mass fraction on thermoelectric properties of the materials are investigated. The group type of the polymer chain and the morphology of the samples were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and scanning electron microscopy (SEM), respectively. The maximal seebeck coefficient (S) and electric conductivity (σ) of the pristine sample are 32 μVK-1 and 169 Sm-1, respectively. After further post-processing with methanol, the thermoelectric properties of materials were improved, and the maximum value of S and σ increased greatly to 48.5 μVK-1 and 3184 Sm-1, respectively. The maximal power factor (PF) of materials also increased from 0.12 μWm-1 K-2 to 6.74 μWm-1 K-2. Moreover, we have proposed a preliminary explanation on the carrier transport mechanism.

关键词： Thermoelectric Materials Flexible Fiber seebeck Coefficient Organic-Inorganic Composite In Situ Polymerization

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Synthesis of Nd1-xCaxCoO3 Perovskite Nanowires for Thermoelectric Applications

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Journal of Electrical Engineering 2014年第2期2卷 59-64页

作者： Mario Culebras Clara M. Gomez Andres Gomez Femando Sapina Andres Cantarero Institute of Materials Science University of Valencia Valencia 46071 Spain

Perovskite materials are great candidates for thermoelectric applications because they have a large seebeck coefficient, low production costs and high chemical stability at high temperatures. Nanostructuration, especially with nanowire shape, can be the key to develop high efficient thermoelectric materials. In this work, Nd1-xCaxCoO3 perosvkite nanowires, with Ca as a dopant, have been synthesized by the hydrothermal method with the purpose of using them in thermoelectric applications at room temperature. The best thermoelectric efficiency has been obtained for a Ca content ofx = 0.2. The electrical conductivity and seebeck coefficient are strongly related to the calcium content, while the thermal conductivity （0.3 W·m^-1·K^-1） is clearly lower than that of bulk materials.

关键词： Nanowires seebeck thermoelectricity perovskites.

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Thermoelectric Properties of Silver Antimonate with Mixed Valency of Antimony

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Journal of Materials Science and Chemical Engineering 2017年第1期5卷 121-128页

作者： Kensuke Ozawa Hirofumi Kakemoto Hiroshi Irie Interdisciplinary Graduate School of Medicine and Engineering University of Yamanashi Yamanashi Japan Clean Energy Research Center University of Yamanashi Yamanashi Japan

Silver (Ag) and silver antimonate (AgSbO3) composites with different amounts of Sb3+ were synthesized by normal sintering with the aim of realizing a thermoelectric material. The electrical conductivity (σ) increased in the sample containing larger amount of Sb3+, whereas seebeck coefficient (S) decreased. Producing Sb3+ caused the generation of oxygen vacancies in the material, and thus the corresponding donor levels are created in the bandgap, providing more conduction electrons. The conductive Ag particles would contribute to the conduction path as bypasses for carrier transport. The thermal conductivity (κ) was slightly lower in the presence of Ag defects in AgSbO3.

关键词： Thermoelectric Material Silver Antimonate seebeck Coefficient Electrical Conductivity Thermal Conductivity

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Preparation of Y(Mn1−xFex)O3and Electrical Properties of the Sintered Bodies

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Open Journal of Inorganic Chemistry 2015年第1期5卷 7-11页

作者： Shin Nishiyama Isao Asako Yasuhiko Iwadate Takeo Hattori Graduate School of Engineering Chiba University Chiba-Shi Japan

YMnO3 and the Fe doped samples were prepared and the lattice constants, electrical conductivities and seebeck coefficients were measured. The solubility limit of Fe for Mn of YMnO3 was 25 atomic %, the electrical conductivity increased in the range of 350°C - 700°C as Fe increased up to 10%, and the doped samples showed larger seebeck coefficient than undoped samples.

关键词： Yittrium Manganite Iron Doping Solubility Limit Electrical Conductivity seebeck Coefficient

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La2-xCexCuO4±δ热输运特性研究与测量杆设计

La2-xCexCuO4±δ热输运特性研究与测量杆设计

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作者：张旭中国科学院大学(中国科学院物理研究所)

学位级别：硕士

通过热输运的研究可以得到超导体的费米面结构、量子临界点、磁通动力学性质以及超导涨落等相关信息,但其对测量精度的高要求一直制约着热输运的实验进展。为了实现热输运的基础测量,本文致力于对新型热输运测量杆的设计,并对LaCeCuO热... 详细信息

通过热输运的研究可以得到超导体的费米面结构、量子临界点、磁通动力学性质以及超导涨落等相关信息,但其对测量精度的高要求一直制约着热输运的实验进展。为了实现热输运的基础测量,本文致力于对新型热输运测量杆的设计,并对LaCeCuO热输运实验数据做了深入分析。其具体研究如下:(1)我们基于综合物性测量系统(PPMS)设计了新型热输运测量杆,该测量杆采用双屏蔽层、双热沉设计,成功减小了冷端温度漂移和热端热涨落。在建立最大限度的温度梯度下,热涨落小于2%。测量线为一体化设计,最大程度地减少了导线的节点数量,降低噪声对测量信号的影响。该测量杆的测量曲线平滑,可实现对微小信号的精确测量。(2)我们通过对不同掺杂LaCeCuO样品seebeck数据的分析,验证了该体系费米面的结构变化—从欠掺杂区的电子带,到最佳掺杂附近的电子-空穴带共存,再到过掺杂区形成空穴带的演化过程。在x=0.15时,通过低温正常态S-T曲线不过原点的现象,我们推测在过掺杂区(至少x≤0.15)可能有电子带的存在。声子对电子的曳引作用存在于很广的掺杂区域,其特征温度在80K左右。在外加磁场的测量中发现,不同掺杂样品的正常态seebeck信号均不随磁场变化。(3)通过对x=0.11和x=0.15的LaCeCuO样品的Nernst测试,我们得到以下3个结论:1)最佳掺杂LaCeCuO(x=0.11)样品的正常态Nernst信号与磁场呈线性关系;2)在高于Tc的温度区域,最佳掺杂LaCeCuO样品存在高斯型的超导振幅涨落,由该涨落引起的Nernst特征场H*(Nernst的极大值所对应的磁场)随着温度的升高而增大。3)我们利用USH理论成功解释了在振幅涨落区Nernst信号随温度、磁场的变化规律,以及在低磁场下/SCN B不随磁场变化的实验现象。

关键词：电子型铜基超导体热输运测量杆 seebeck Nernst 超导涨落

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在肉身中安置发电机

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新知客 2010年第10期 99-101页

作者：维纳无右隋波

可植入身体的电子设备越来越多,这带来的一个大问题就是,这些植入人体的电子设备用什么能源才可持续不断地工作呢?科学家们想着法子从人体内部挖潜,寻找以体热或者肌肉机械运动来供电的方法。

关键词：电子设备体热内部挖潜机械能转换热电发电机大型发电机 seebeck 佐治亚理工植入式肌

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电解质溶液碳纳米管复合材料热电性能研究

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广东电力 2015年第5期28卷 15-18页

作者：陆于璇陈仕杰张新生武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

热电材料,是一种能实现电能与热能交互转变的材料,可用于温差发电、热电制冷等。到目前为止,所研究的热电材料一般都为固体材料或者高温条件下的液态金属,尚未见文献在电解质溶液热电性能方面有过报道。相关的研究表明,低维度纳米多孔... 详细信息

热电材料,是一种能实现电能与热能交互转变的材料,可用于温差发电、热电制冷等。到目前为止,所研究的热电材料一般都为固体材料或者高温条件下的液态金属,尚未见文献在电解质溶液热电性能方面有过报道。相关的研究表明,低维度纳米多孔化结构可能成为提高材料热电性能的重要途径,为此,进行了以碳纳米管（canbon nanotubes,CNTs）堆积床为骨架,在其中注入电解质溶液的试验研究,发现其表观塞贝克系数（See-beck ,S ）可提高一个数量级,而导电系数在碳纳米管体积分数较小的情况下几乎保持不变,从而可能使热电材料的热电优值ηZT （themoelectric figure of merit,ZT）再提高1~2个数量级,而ηZT 直接决定热电设备的转换效率。

关键词：热电效应碳纳米管床电解质溶液 seebeck 系数导电系数

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热电偶在高线厂加热炉的应用

热电偶在高线厂加热炉的应用

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2013年江苏省计量测试学会学术会议

作者：杨静南京钢铁联合公司高线厂

温度测量应用中,热电偶因其测温范围广、可靠性以及较快的响应速度得到了普遍应用。本文讨论了热电偶的基本工作原理,包括参考端(冷端)的定义和功能,还给出了补偿导线类型,以及热电偶在高线厂加热炉的具体应用。

关键词： seebeck 效应热电偶冷端补偿补偿导线变质

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