（毕业设计论文）Gasb论文：p型填充式方钴矿-GaSb纳米复合材料的制备及热电性能研究.docVIP

Gasb论文：p型填充式方钴矿/GaSb纳米复合材料的制备及热电性能研究 【中文摘要】填充式方钴矿(skutterudite)化合物因表现出“电子晶体——声子玻璃”(PGEC)的热电传输特性而引起人们的极大关注。本文以p型方钴矿化合物为主要研究对象,先采用“熔融-淬火-退火-放电等离子烧结”制备了纳米复合p型CeFe4Sb12/xGaSb热电材料,得到了具有原位内生纳米GaSb第二相的热电材料,通过位于晶界或晶内的纳米GaSb相可能导致的载流子能量过滤效应和界面效应分别对材料电-热传输特性进行优化。在此基础上,采用“熔体旋甩-放电等离子烧结技术(MS-SPS)对基体方钻矿进行了结构纳米化,通过相组成、微结构分析及热电性能测试,探讨了不同制备工艺下Ga元素的存在形式和分布,分析了不同GaSb含量时材料的微观结构特点,揭示了GaSb含量对材料微结构及热电性能的影响规律。主要结果如下：(1)对采用“熔融-淬火-退火-放电等离子烧结”制备的CeFe4Sb12/xGaSb样品而言,XRD结果表明Ga元素在淬火、退火及放电等离子烧结后均以GaSb化合物的形式存在于样品中。FESEM和EDX结果表明样品主要成分为粒径分布范围为5-30μm的CeFe4Sb12方钻矿,基体晶界处均匀分布着纳米GaSb第... 【英文摘要】In this dissertation we concentrate on the p-type filled skutt erudites. First, polycrystalline nanocomposites CeFe4Sb12/xGaSb with the in situ formed nanostructured GaSb second phase have been prepared by a melt-quench-anneal-spark plasma sintering method.Thermoelectric properties of the CeFe4Sb12/mGaSb compounds were greatly enhanced due to the carrier energy filtering effect and phonon energy filtering effect introduced by the GaSb nano-grains, which is evenly distributed on the boundaries of the skutter... 【关键词】Gasb 熔体旋甩法 p型填充式方钻矿化合物 纳米复合材料 热电性能 【英文关键词】GaSb melt-spinning p-type filled skutterudites nanocomposites thermoelectric properties 【目录】p型填充式方钴矿/GaSb纳米复合材料的制备及热电性能研究 摘要 5-7 Abstract 7-8 第1章 绪论 12-33 1.1 热电效应简介 13-17 1.1.1 热电效应基本原理 13-14 1.1.2 评价热电材料性能的物理参数 14-17 1.2 热电材料研究进展 17-24 1.2.1 低温区热电材料 17-19 1.2.2 中温区热电材料 19-21 1.2.3 高温区热电材料 21 1.2.4 提高热电材料性能的手段 21-24 1.3 Skutterudite体系热电材料研究进展 24-31 1.3.1 方钴矿化合物的晶体结构 24-26 1.3.2 方钴矿化合物的能带结构 26-28 1.3.3 方钴矿化合物的热电输运性能 28-30 1.3.4 填充式方钴矿化合物的热电性能优化 30-31 1.4 本论文的研究意义与主要研究内容 31-33 第2章 材料制备、测试与表征 33-43 2.1 热电材料的制备方法 33-35 2.1.1 熔融法 33 2.1.2 熔体旋甩法 33-34 2.1.3 放电等离子烧结技术 34-35 2.2 热电材料的组成、微观结构表征方法及设备 35-36 2.2.1 XRD分析 35 2.2.2 微观结构分析 35-36 2.3 热电材料的性能评价方法 36-43 2.3.1 Hall测试 36-39 2.3.2 电导率的测试 39-40 2.3.3 Seebeck系数的测试 40 2.3.4 热导率的测试 40-43 第3章 熔融-淬火-退火-SPS制备p型CeFe_4Sb_(12)/xGaSb纳米复合热电材料的研究 43-59 3.1 引言 43-44 3.2 CeFe_4Sb_(12)/xGaSb的制备 44 3.3 相组成 44-47 3.4 微结构 47-51 3.5 热电传输