热电材料的研究进展.pdfVIP

硅酸盐通报　1998年第4期 综合评述 热电材料的研究进展 沈　强　涂　溶　张联盟 (武汉工业大学材料复合新技术国家实验室 430070) 摘　要: 本文简要介绍了热电效应的应用状况和热电材料的基本特性, 重点评述了热电烧结材料、高 ZT 值热电材 料以及具有梯度结构的热电材料的研究进展。 关键词: 热电效应, 热电材料, 品质因子, 烧结材料, 梯度结构 由 流向 , 则 ab 为正, 反之为负。其大小取决 1引　言 a b ( ) 于接点温度及组成材料。 热电效应 又称: 温差电效应 从宏观上看是 效应是 . . 在 1834年发 电能与热能之间的转换, 因此从它被发现以来, 人 Peltier C A Peltier 们就不断探求和开发其可能的工业用途。热电偶 现, 并以他的名字命名的。当两种不同导体组成 是其中最为成功的例子, 它用于测量温度和辐射 回路的接点有微小电流流过时, 一个接点会放 能已有一个多世纪的历史。由于金属的热电效应 热, 另一个接点则吸热。而改变电流的方向, 放 相当微弱, 热电偶只是在开路条件下直接探测电 热和吸热的接点也随之改变。在时间 dt 内, 产 压, 而不是作为能量转换装置。直到50年代末期, 生的热量与流经的电流成正比: 半导体材料获得飞速发展以后, 人们发现半导体 dQ p = ab Iab dt 为 系数, 当电流由 流向 , 取 材料具有很好的热电性能, 颇具实用价值, 此后对 ab Peltier a b Iab 正, 0, 吸热, 反之放热。 的大小与接点 热电转换的研究取得了系列进展。目前, 热电发电 dQ p ab 和热电制冷以它们独特的技术优势, 已在许多领 温度和组成材料有关。 域得到了实际应用。 T hom son 效应是指当一段存在温度梯度 的导体通过电流 时, 原有的温度分布将被破 I 2 热电效应的应用状况 坏, 为了维持原有的温度分布, 导体将吸收或放 出热量。 热与电流密度和温度梯度成 热电效应是由电流引起的可逆热效应和温 T hom son 差引起的电效应的总称, 它包括相互关联的三 正比: t = ( ) 个效应: 效应、 效应和 dQ