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PbTe块体材料的半固态粉末成形制造及其热电性能研究

本学位论文结合国家自然科学基金项目“基于热电材料的层叠阵列型温差发电构件及其半固态粉末微成形理论与研究方法”(资助号:51175460),以中温段热电材料碲化铅(PbTe)作为研究对象,开展了PbTe块体材料的半固态粉末成形制造及其热电性能研究。首先,提出了将半固态粉末成形技术应用于PbTe块体热电材料的制造,并确定了具体制造工艺和所得块体热电材料的测试方法。其次,采用半固态粉末成形法制造了n型PbTe块体热电材料,分析了所得块体热电材料的物相和微观组织形貌,对比研究了其热电性能。在此基础上,研究了高能球磨法对n型PbTe块体热电材料性能的影响,分析了不同球磨时间条件下制备的n型PbTe纳米粉末的物相、微观组织形貌和化学组成,并研究了用该最优纳米粉末制造得到的n型PbTe块体热电材料的性能。最后,采用高能球磨法制备了p型PbTe纳米粉末,分析了所得纳米粉末的物相与微观形貌,并将纳米粉末采用半固态粉末成形工艺制造成p型PbTe块体  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

《Chinese Physics Letters》2015年01期
Chinese Physics Letters

High-Pressure Phase Transitions of PbTe Using the First-Principles Calculations

High-pressure structural phase transitions in PbTe are investigated by means of the first principles total energy calculations within the generalized gradient approximation(GGA) and local density approximation(LDA) by using the density functional theory.First principle calculation shows that PbTe is stable with the Na...  (本文共4页) 阅读全文>>

《Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition)》2001年04期
Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition)

Thermoelectric Properties of N-typer Bi_2Te_3-PbTe Graded Thermoelectric Materials with Different Barriers

In order to investigate the adaptability of thermoelectric materials system with different barriers to functional graded thermoelectric materials, n-type Bi2Te3 and PbTe two segments graded thermoelectric materials (GTM) with different barriers were fabricated by conventional hot pressing method. Metals Cu, Al, Fe, Co and Ni were used as barriers between two segments. The effects of different barriers on thermoelectr...  (本文共3页) 阅读全文>>

燕山大学
燕山大学

PbTe基和Cu_2Se热电材料的高压合成及性能研究

随着人类的社会发展,能源问题和环境问题日益突出。寻找新型清洁能源、提高能源使用效率刻不容缓。热电材料是一种能够直接实现电能与热能互相转化的半导体功能材料。由热电材料制成的温差发电或制冷器件被广泛应用于工业余热发电、航空、微电子以及制冷等领域。近年来随着对热电材料的深入研究,热电材料的转化效率得到了很大的提升。PbTe体系和Cu_2Se体系作为中温热电材料,其热电优值(ZT)在900 K左右已突破2.0,应用前景广阔。本文采用高压方法制备PbTe和Cu_2Se体系热电材料,并通过固溶和掺杂等手段调控相关材料的电声输运过程,提高材料的热电性能。主要成果如下:采用高压合成结合放电等离子烧结技术制备了不同元素掺杂的n型PbTe化合物。研究表明,这些样品的热电性能与载流子浓度密切相关。对于不同的掺杂元素,随着载流子浓度的增加,其峰值ZT增大并向高温端移动;与此同时,低温端的热电性能则变的较差,使得测量温度范围内的平均ZT下降,不利于热电转...  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京科技大学
北京科技大学

铅铋锑碲热电复合材料的研究

热电材料的基本特征是将热能直接转化为电能,本质上采用固体载流子输运能量。高性能热电材料的研究突破,能够满足能源材料的基本要求,有利于解决日益严重的能源危机。PN结在一定程度内可以解耦电子和声子的输运过程,进而影响Seebeck系数,电导率和热导率三个热电性能最重要的参数。因此,论文选择以纳米N型PbTe复合P型Bi0.5Sb1.5Te3基体,形成纳米PN,结结构。研究了 N型PbTe纳米立方晶体的尺寸,形貌,表面氧化程度以及分散性,组成PN结的界面功函数以及嵌入式PN结的纳米复合材料的热电性能。采用扫描电镜(SEM),高分辨透射电镜(HRTEM),电子探针(EPMA),拉曼光谱(Raman)以及飞行时间质谱(TOF-SIMS)等多种测试手段首次对PN结的嵌入式结构进行表征。并且如何抑制N型PbTe纳米晶体表面过度氧化的问题,以及在热电复合材料烧结过程中,最大限度保持嵌入式结构的PN结,优化ZT值。具体工作分为以下三个部分:1采用...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

燕山大学
燕山大学

p型PbTe基化合物及多晶SnSe的高压合成及热电性能研究

随工业化进程逐步加快,人们在享受生活便利的同时,也面临着日益严重的能源危机和环境问题,开发新型能源材料备受重视。热电材料可以实现热能和电能的直接转化,是一类很有应用前景的能源转化材料。PbTe基热电材料有比较长的研究历史,已经在航空航天、军事等领域广泛应用;而SnSe作为一种新型热电材料,自被发现以来一直是研究的焦点。在这两种材料的制备过程中引入压力调节,能够有效改变反应平衡,缩短反应时间,优化载流子浓度。本文利用高压合成手段分别制备PbTe和SnSe热电材料,并研究了它们的热电性能。探索了纯相PbTe的高压合成工艺,分析测试了不同压力下合成的纯相PbTe的热电性能。研究发现,当铅碲比例为1:1.2,且合成温度不低于1073 K时,可在高压下合成纯相PbTe。高压合成的纯相PbTe样品热电性能都不高,例如2 GPa压力下合成的纯相PbTe样品,ZT值在420 K不到0.2,这是由于样品未经掺杂,载流子浓度低导致电输运性能较差所致...  (本文共100页) 本文目录 | 阅读全文>>