Ca3Co4O9基半导体热电材料新进展

本文从热电材料的性能出发，讨论了提高半导体热电性能的主要途径，介绍了Ca3Co4O9半导体热电材料的晶体结构和输运性质及近年来的研究进展情况，展望了其应用前景，并提出了改善其热电性能的途径。     

材料纳米化提高热电性能

从提高热电效率的途径入手,着重阐述采用材料纳米化这一策略以大幅提升热电性能的3种具体方案（单质-合金锭-纳米化合物、单质-纳米化合物、纳米目标产物）,并通过介绍一些具体实例验证这些方案的可行性。     

层状硫化物中晶格失配对热电性能影响的理论研究

层状型的金属硫化物(SnS)1.2TiS2是一种新型的热电材料,其结构是由SnS层和TiS2层(一种自然超晶格)相叠加而形成.在这些热电材料中,发现了不同化合物的纳米化叠加态,由于这些沿层面叠加的超晶格的特殊性质,在不影响电子输运的情况下,可使声子的输运减小到最小,从而提升了材料的热电性能.计算了(SnS)1.2TiS2的电子结构与声子结构,通过对纯TiS2体材料与(SnS)1.2TiS2中的TiS2层的电子、声子结构的对比,证实了SnS插层对TiS2层的电子结构及电学输运性质影响很小.这些发现有利于提高层状材料的热电性能.     

梯度热电材料的优化设计及研究进展

根据材料属性相异所带来的梯度变化,可以将原本具有不同属性的材料进行连接后形成所谓的梯度结构热点材料.梯度热电材料所具有的特性并不是广泛的温度使用范围,同时也大大提高了传统热电材料的热电转换效率.本文以梯度热电材料的优化设计为研究内容,对当前梯度热电材料的研究进展进行介绍,为梯度热电材料的广泛应用提供理论参考.     

温差发电器热电性能测试平台的搭建

为准确把握温差发电器的热电性能，课题组根据温差发电器件的原理、结构、特点以及主要的热电性能参数，搭建了一套能够较为精确测定温差发电器热电性能的测试平台，并在此基础上进行了一系列的温差发电器的热电性能测试。实验结果证明该测试平台能够精确测定温差发电器的热电性能。     

75T流化床锅炉水冷壁防磨带的堆焊修补工艺

本文介绍了山东海化青州盛兴热电有限公司75T流化床锅炉未然带以上1.5m内(为流化颗粒流速最快,磨损最严重部位)模式壁的堆焊修补工艺;通过对其材料的技术性能及焊接中出现的应力分析,并提出具体的焊接工艺,经过精心准备,认真焊接,顺利完成修补工作。     

西安交大研究人员在热电材料方面取得进展

近日,西安交通大学金属材料强度国家重点实验室肖钰特聘研究员与北航赵立东教授合作,通过能带锐化、动态掺杂以及半共格界面设计,实现了n型PbSe基热电材料中电子和声子的解耦传输,大幅提升其热电性能。首先,SnS固溶使PbSe的导带形状锐化,降低载流子有效质量,有利于在低温区获得高的电传输性能;其次,通过Cu间隙原子掺杂,在全温区动态优化载流子浓度,获得高的功率因子;最后,大量的SnS第二相固溶在PbSe基体中形成半共格界面,在保持高的载流子迁移率的同时增强声子散射,降低晶格热导率。     

热电材料电阻率测量的专用恒流源

为提高热电材料电阻率的测量精度,以Arduino及LabVIEW作为硬件与软件平台,构建热电材料电阻率测量的专用恒流源。恒流源实现了大范围电流输出,具有可控频率的电流换向功能,同时具备数据采集、数据处理和数据显示等功能。经实验验证,相对误差在-0.5%~2%内,实现了电流的恒定输出,为热电材料测量电阻率提供了一个有价值的恒流源方案。     

基于LabVIEW的热光电性能测试系统设计

通过对热光电性能测量原理分析,设计并实现了包括Seebeck系数测量、电阻率测量和光电转换性能测试的实验系统,以及通过NI PCI6221数据采集卡实现基于LabVIEW的上位机测量控制平台,并利用其图形化编程实现对数据的实时采集、波形显示、数据存储等功能。通过对P型硅半导体材料Seebeck测量验证该系统的测量准确性。该系统实现了对热电材料的热光电性能参数的准确及自动化测量,因其操作简单,成本低廉,拓展性强,便于推广使用。     

温差电池制备方法研究

温差电池是一种直接将热能转化为电能的装置,具有无噪声、无污染、可靠性高和寿命长等诸多优点。传统温差电池制备工艺流程复杂、存在加工污染和材料损耗大等缺点。文章研究了一种温差电池的制备方法,该方法先在陶瓷基片上制作银电极,然后采用叠层技术将模板置于电极上并逐层填充热电材料,再烧结成电偶臂,最后经封装得到温差电池。该制备方法能有效避免热电材料损耗和加工污染,特别适合宽温度区间工作模式,能发挥各材料段的最佳性能,可有效提高发电模块的工作效率。     

一种用于一维纳米线阵列温差电材料性能测试的新技术

纳米线阵列结构温差电材料具有高的热电转换效率 ,非常适合制造输出功率在微瓦量级的微温差电池 .由于纳米线阵列结构温差电材料的厚度通常在十微米至几十微米 ,常规的温差电性能测试技术已不适用 .为此 ,提出了一种新的温差电性能测试技术 ,并建立了相关的测试系统 .     

β-FeSi2的结构、光电特性及应用

金属硅化物β—FeSi2是具有直接带隙特性的半导体材料,禁带宽度约0．80～0．89eV,是制作硅基光电子光源及探测器件以及太阳能电池,热电器件等最有发展前景的硅基半导体材料之一。目前,已经用多种方法在硅衬底上进行了薄膜外延生长及器件制作的尝试,并取得了一定的成功。文中就近年来β—FeSi2材料的晶体结构、能带结构、光电特性及其在光电子器件中的应用进行了综述。     

Solvothermal synthesis of nanosized CoSb3 skutterudite

Nanostructures enhance phonon scattering and improve the figure of merit of thermoelectric materials. Nanosized CoSb3 skutterudite was synthesized by solvothermal methods using CoCl2 and SbCl3 as the precursors. A "two-step" model was suggested for the formation of CoSb3 based on the X-ray diffraction analysis. The first step is the formation of cobalt diantimonide in the earlier stage during the synthesis process. Diantimonide was then combined with antimony atoms to form the skutterudite structured triantimonide, CoSb3, in the later stage of the synthesis process as the second step. The synthesized CoSb3 powders consist of irregular particles with sizes of about 20 nm and sheets of about 80 nm.     

Solvothermal synthesis of nanosized CoSb_3 skutterudite

Nanostructures enhance phonon scattering and improve the figure of merit of thermoelectric materials. Nanosized CoSb3 skutterudite was synthesized by solvothermal methods using CoCl2 and SbCl3 as the precursors. A "two-step" model was suggested for the formation of CoSb3 based on the X-ray diffraction analysis. The first step is the formation of cobalt diantimonide in the earlier stage during the synthesis process. Diantimonide was then combined with antimony atoms to form the skutterudite structured triantimonide, CoSb3, in the later stage of the synthesis process as the second step. The synthesized CoSb3 powders consist of irregular particles with sizes of about 20 nm and sheets of about 80nm.     

新型转缸压缩机用摩擦配副材料的设计及性能研究

根据新型转缸压缩机的工作原理与服役条件的要求，设计了2组不同成分的合金铸铁摩擦配副材料，并对其各项性能进行了试验对比。研究结果表明：合理添加磷、硼等元素，在合金铸铁摩擦配副材料中形成适量的磷共晶和含硼碳化物，可明显提高其耐磨减摩性；高磷成份的配副材料具有更为良好的综合性能，用该配副材料制造的活塞和缸体经实际装机试运行半年后摩擦配副无明显磨损，说明该舍金铸铁摩擦配副的成份设计是合理的，能满足新型转缸压缩机的使用要求。     

温差电效应与超导能隙

讨论了温差电效应的起源和 I类超导体不发生温差电效应的原因。指出 :不能通过测量金属的脱出功来测量超导能隙     

采用电沉积技术制备铋纳米线阵列

采用电沉积技术 ,通过将铋沉积到氧化铝多孔膜的纳米级微孔内 ,制备铋纳米线阵列材料 .实验发现 ,温度对电沉积过程有显著影响 ,镀液中铋以简单 Bi3 离子形式存在有助于金属铋沉积到氧化铝多孔膜的纳米级微孔内 .由于 Bi3 离子在氧化铝模板的纳米级微孔内扩散困难 ,故采取脉冲电沉积工艺 .XRD分析显示 ,通过电沉积工艺制备出了 Bi纳米线材料     

融入数学语言的“土木工程材料”课程教学方法探讨

“土木工程材料”是土木工程领域的一门重要专业基础课,其主要任务是介绍土木工程领域不同构筑物建造所用各种材料的组成、特性以及技术性质等内容,使学生具备合理选择建筑材料的能力。由于涉及面较广、内容繁杂,加之各种材料性能相对独立,致使各章节内容缺乏连续性,逻辑性较弱。一些知识点单纯用语言论述学生难以真正领悟,而恰当引入逻辑性强的数学语言去阐述,可以帮助学生深入理解相关知识点,从而提高课堂教学质量。     

Solvothermal synthesis of nanosized CoSb<Subscript>3</Subscript> skutterudite

Nanostructures enhance phonon scattering and improve the figure of merit of thermoelectric materials. Nanosized CoSb₃ skutterudite was synthesized by solvothermal methods using CoCl₂ and SbCl₃ as the precursors. A “two-step” model was suggested for the formation of CoSb₃ based on the X-ray diffraction analysis. The first step is the formation of cobalt diantimonide in the earlier stage during the synthesis process. Diantimonide was then combined with antimony atoms to form the skutterudite structured triantimonide, CoSb₃, in the later stage of the synthesis process as the second step. The synthesized CoSb₃ powders consist of irregular particles with sizes of about 20 nm and sheets of about 80 nm. Project supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 50171064) and the Hi-Tech Research and Development Program (863) of China (No. 2002AA302406)