热电材料Seebeck系数测定中的误差分析

本文针对热电材料Seebeck系数测量的实验装置、实验步骤、数据处理等因素进行了详细分析。得出了各种情况下所产生的误差及适当处理方法,对Seebeck系数的测定具有一定的指导意义。     

热电材料性能优化方法综述研究

最近几十年热电材料引起了世界各国的研究者的研究兴趣,基于"声子-玻璃电子-晶体",多尺度声子散射,共振态,非谐性等这些概念,确定了一些具有不同特征的新热电材料。有部分学者基于这些概念,对传统热电材料进行了性能优化研究。但是,优化后的大多数热电材料的zT值仍然低于2.0,一般在1.0左右,所以我们还需要继续协同优化材料输运性能,解耦这些参数之间的相互联系,进一步提高材料的热电优值。本文详细介绍了一些提高zT值的常用的方法,然后分别从热电材料的电导率,塞贝克系数和热导率等参数出发,具体的阐述了各个参数对热电性能的影响机制,给出一些热电体系中的解耦策略,可以作为参考。总之,要提高热电性能还还需要面对很多挑战,希望会能提升材料的热电性能,从而使热电材料得到大规模的应用。     

基于第一性原理N型InGaN电子结构和热电性质计算

热能能够通过热电材料的载流子作用转换成电能,过程中无任何污染,进而缓解能源问题的同时保护了环境。目前热电材料的研究是当代的一个热点,最核心的是解决热电材料的转换率,其实质就是提高热电材料的热电优值(ZT值)。第三代宽禁带半导体中的氮化物,具有较高的塞贝克系数,是很有潜力的热电材料,但是由于热导率较高导致了ZT值较低,这里对Ga N进行了In元素的合金化,对其热电性质进行优化。计算主要采用了第一性原理和玻尔兹曼理论,对N型In Ga N的电子结构和热电性质进行了计算,结果得到In Ga N的ZT值在1100 K时达到了0.048,和已知Ga N的ZT值相比性能提高了153%,合金化显著的提高了氮化物的热电转换效率。     

引入梯度材料改善Mg_2Si/Ni电极的高温性能

本研究在Mg_2Si基热电材料与Ni电极间引入一层梯度材料,采用Ni与梯度材料、Mg_2Si进行SPS烧结制备出电极Mg_2Si/梯度缓冲层/Ni,测试了材料的热膨胀系数、热导率、热扩散系数SEM,结果表明:引入梯度材料能将Ni与Mg_2Si的紧密平整地结合,实现材料间热匹配与热过渡,且具有良好的高温热稳定性。     

Lu掺杂Bi_2Te_3基热电材料的制备及其热导率研究

Bi2Te3基材料是目前已知的室温附近性能最好的热电材料。但是其热电优值ZT仅趋近于1,对应热电转换效率不足10%,与实际应用的需求相差较远。本文以p型赝三元Bi2Te3基热电材料为研究对象,采用机械合金化方法制备Lu掺杂Bi2Te3基合金粉末,在不同热压温度下制得Bi2Te3基块体样品,意图通过掺杂稀土元素的方式来提高材料的热电性能。对合金化粉体样品进行了XRD物相表征,通过对比烧结前后合金化粉体的XRD衍射图谱,讨论样品的微观结构变化,并进一步验证采用机械合金化方法制备Lu掺杂Bi2Te3基热电材料的可行性。测量了合金化块体样品的导热系数,发现Lu元素掺杂使Bi2Te3基热电材料的导热系数显著降低,最低达到0.1938W/(m·K),有望通过降低导热系数的方式使Bi2Te3基材料的热电性能得到大幅度提高。     

镥掺杂碲化铋基热电材料塞贝克系数测试与分析

热电材料也叫温差电材料,是一种能够实现热、电能量相互转换的功能材料,它在热电发电和制冷、恒温控制与温度测量等领域都有极为重要的应用前景。本文测试了不同热压温度下镥掺杂碲化铋基块体样品的塞贝克系数,发现塞贝克系数随着热压温度的增加而增大。     

热电材料的研究现状及展望

本文综述了不同种类热电材料的结构特征和热电性能。归纳了提高热电材料的热电性能的方法、途径以及热电材料在温差发电和制冷等方面的应用,并指出热电材料作为能源的转化方式必将成为材料界的研究重点。     

单壁碳纳米管热导率的分子动力学模拟

有限长度的单层碳纳米管的导热系数是采用非平衡分子动力学模拟(NEMD)进行研究的,本文对导热系数与温度和直径的关系进行了研究。在这项工作中,我们研究了长度为24.5nm的具有不同直径-(6,6),(7,7),(8,8),(10,10),(15,15)的碳纳米管在温度范围为200-700K内的导热系数。值得注意的是单层碳纳米管的热导率在200-700K的温度范围内随着温度升高而降低,而且降低地越来越平缓。与小管径的单层碳纳米管不同,具有更大管径的单层碳纳米管具有更高的热导率。     

稀土掺杂碲化铋的热电性能分析

本文通过稀土掺杂对碲化铋热电材料的结构性能、热电性能进行了研究。通过XRD分析、热电性能检测,可知掺杂Ce、采用热压烧结工艺,有利于碲化铋陶瓷片材的结晶性能和致密度,可使碲化铋基热电材料热电优值ZT值大有提高,有利于其在超过100℃的更高温度范围内热电性能提高,适用于工业余热回收。     

P型Al_(0.25)Ga_(0.75)N电子结构和热电性质计算

能够实现热能和电能转换缓解能源紧张问题的热电材料已经被公认,为了提高材料的热电性能,最重要的是提高材料的热电优值。这里采用合金化来优化GaN的热电性质。主要采用基于密度泛函理论计算的软件VASP和基于玻尔兹曼理论的BoltzTraP软件对GaN以及Al_(0.25)Ga_(0.75)N进行了计算。通过计算得出GaN及其合金Al_(0.25)Ga_(0.75)N的能带结构,电导率,功率因子,塞贝克系数,热电优值。P型GaN的ZT在1100K时达到了0.039,P型的Al_(0.25)Ga_(0.75)N的ZT值在1100K时达到了0.661。Al_(0.25)Ga_(0.75)N的热电优值明显高于GaN的热电优值,合金化可以优化GaN的热电性质。     

氧化物陶瓷热电材料的物性研究

氧化物陶瓷热电材料是一种有利于环保的新型能源转换材料.本文通过对氧化物陶瓷热电材料性能和影响因素地分析,特别是针对物性对热电性能的影响,结合实践提出了把氧化物热电材料做成多晶材料、材料的纳米结构复合化、搀杂修饰材料的能带结构等提高其性能的具体途径,用以指导具体的应用,希望具有启发意义.     

热电材料及多场耦合效应

热电材料是热电换能（包括热电发电与致冷）的基础。它的研究与 发展已历经一百多年,特别是在1955—1965年的10年间,国际上热电材料研究曾达到高潮。 但是迄今仍未找到真正能实现高效热电换能的热电材料。经过了30多年冷落,近来国际上 又重新燃起了寻找新的高效热电材料的战火,它的任何突破将会对工业及环境产生巨大影响 。同热电耦合效应一样,理解材料的其他诸多耦合效应（如压电效应等）是研究和发展许多 新功能材料的基础。本文简谈热电材料、以及多尺度材料中多场耦合效应两方面的发展趋势 及看法。     

镁硅热电材料与电极连接性能的研究

本论文以提高Mg_2Si热电材料与电极材料连接性能为目标,围绕Mg_2Si热电材料与电极的连接问题进行系统的研究探索,包括微观连接界面的演变规律,在高温服役下的稳定性等问题进行研究。在本次研究中,我们采用一步放电等离子烧结(SPS)的方法进行连接,并模拟实际工作环境在在高温下服役,用电子探针进行检测,形成了一套评价镁硅热电材料与电极连接的研究方法,对以后研究镁硅基热电器件具有重要意义。     

热电联产电厂热电比费用分摊方法的进一步探讨

探讨了热电联产电厂热电比费用分摊方法,认为,热电联产电厂的成本宜采用"品种法"进行核算,成本的分摊主要是电和热产品成本的归集与分配。     

干密度对生土材料导热系数的影响及对测试方法适用性的分析

本文通过对比试验,对青海地区不同土质的生土墙体材料导热系数与其干密度的关系进行了探析,并对适合生土材料导热系数的测试方法及适用性进行了探讨。通过试验研究发现,生土材料的干密度越大,其导热系数越大,反之亦然。同时通过试验对比发现,热线法更适合生土墙体材料的导热系数测试。     

基于力敏传感器对葡萄糖溶液浓度的检测研究

利用力敏传感器的液体表面张力系数测定仪测定了不同葡萄糖溶液浓度的表面张力系数,测量液体的表面张力系数方法很多,有毛细管升降法、拉脱法、最大气泡压力法等,本实验采用拉脱法,测出相同温度和不同葡萄糖浓度下表面张力系数。通过对实验所得的数据进行分析,得出了不同葡萄糖浓度的表面张力系数和葡萄糖的浓度关系,葡萄糖的表面张力系数随葡萄糖浓度的增大而增加。     

电能计量错误接线更正系数计算的误差分析

电能计量接线的正确性是保证电费回收正确性的前提条件,当电能表接线错误时我们要对用户进行电量追补,更正系数计算方式的不同会带来不同的误差,本文通过两个案例进行分析对比,指出在不同接线方式及不同的计算方式下误差的大小不一样,并提出了计算的意见,给实际工作提供了参考。     

建筑墙体和绝热材料的生命周期成本分析

建立了一种采用生命周期成本分析方法研究建筑材料的最佳绝热厚度的模型,该方法是一种基于度日数方法和生命周期成本分析的分析优化方法,目标函数是生命周期成本最小化,控制变量包括绝热厚度、绝热材料和墙体材料的热导率;采用该模型对玻璃棉绝热的粘土砖墙体材料进行了分析计算,结果表明,粘土砖墙体材料采用玻璃棉进行绝热时,最优绝热厚度为37.4mm。     

关于热电联产适用范围问题的研究

热电联产是一种根据能源梯级利用的原理将人们所需的电能和热能同时进行生产的一种产能方式,这种产能方式在有效节约能源的同时还大大改善了周围的环境质量,因此受到了许多国家的使用和推广。但是值得一提的是并不是所有的供电和供热项目都适合采用热电联产的方式进行产能,还需要综合考虑一些例如技术、经济和效率等其他的因素,本文就热电联产适用范围的问题进行了相应的研究,首先对现阶段我国热电厂使用的供热机组的类型和特点进行了分析并就热电联产与热电分产的能耗进行了比较,其次对热电联产与热电分产的经济性做了一定的比较,最后就热电联产和集中供热的政策进行了分析。     

中国水泥生产碳排放系数省区空间差异性及成因分析

中国作为全球最大水泥生产国,水泥生产碳排放量大。除因产能、产量规模差异形成省区间排放总量差异外,碳排放系数区域差异也影响着总排放量不同。本文以省区为单元,基于全国20个主要水泥生产省区的碳排放系数抽样调查基础数据,分析和比较了省区间水泥熟料工艺碳排放系数、熟料燃料碳排放系数、水泥工艺碳排放系数、水泥燃料碳排放系数及间接碳排放系数的空间差异,结合ArcGIS对各类碳排放系数的空间差异分布进行直观体现;并以生产线为对象分析省区间水泥生产碳排放系数存在空间差异的原因。相关分析结果表明：水泥熟料工艺碳排放系数在总体上呈现由西部、中部省区向东部省区递减的态势,差异性产生的原因主要是省区间水泥用石灰石品质的不同,即生料中石灰石的CaO含量起到基本决定作用,替代材料用量及CaO比例也会产生一定影响;熟料燃料碳排放系数总体分布格局是东部沿海省区相对较低,中西部省区较高,差异原因主要是各省区水泥生产线所用煤炭种类及低位发热值的差异。煤炭低位发热值较高的省区,燃料碳排放系数就越小;水泥工艺碳排放系数及燃料碳排放系数的总体格局是多数东部沿海省区相对较低,中西部多数省区相对较高。差异主要与水泥熟料比直接相关,熟料比越低则水泥碳排放系数亦越小;间接碳排放系数主要由大区电力生产碳排放系数所决定,但水泥生产线余热发电对间接碳排放系数亦有影响。