学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

Ag(Pb1-ySny)mSbTe（2+m）系热电材料的制备与性能研究

作　者: 吴进
导　师: 杨君友
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料学
关键词: AgSn18SbTe20 Ag(Pb1-ySny)mSbTe2+m 机械合金化 等离子活化烧结 热压 热电性能
分类号: TB34
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 32次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


热电材料是一类重要的新型功能材料,能够实现热能和电能之间的直接转换,在许多领域具有重要应用前景。Ag-Pb-Sb-Te（简称LAST）系材料是迄今报道的ZT值最高的中温热电材料,已有研究表明,AgPb18SbTe20的优异热电性能可能与富含AgSb的纳米第二相有关,纳米化可以降低热导率,大幅度提高材料的热电性能。这类材料的热电性能对成分和制备工艺的变化十分敏感,因此,研究这类化合物的组成,制备工艺对组织结构和热电性能的影响规律有着十分重要的意义。目前LAST系材料主要采用熔炼的方法来制备,但其制备时间长,能耗大,而且材料中高含量的Pb不利于环保。用Sn部分或者全部取代LAST材料中的Pb得到的LASTT系热电材料,热电性能优异, Pb含量也大幅度降低,有利于环保。本文采用机械合金化法（MA）制备LAST系和LASTT系热电材料粉体,然后采用等离子活化烧结和热压烧结的方法对MA的粉体进行成型,研究了LASTT材料中Pb, Sn,Ag, Sb等元素的含量变化对材料热电性能的影响,并探索了制备工艺参数的变化对材料组织结构以及性能的影响。主要工作结果如下:采用MA法分别合成了单相的SnTe化合物和以SnTe为基体的AgSn18SbTe20固溶体。机械合金化得到的AgSn18SbTe20为以SnTe为基体的固溶体结构。随着球磨时间的延长,越来越多的Ag原子和Sb原子进入以SnTe为基体的固溶体中,并逐渐取代Sn原子,因此其晶格常数逐渐变小。MA 3小时得到了以PbTe为基体的AgPb18SbTe20固溶体和Ag0.85Pb22SbTe20化合物。经3小时机械合金化处理,得到了Ag(Pb1-ySny)mSbTe2+m化合物。XRD分析表明,随着Sn含量的增加,SnTe的衍射峰越来越明显,衍射峰向高角度方向移动,晶面间距逐渐变小,表明SnTe化合物的含量越来越多。将MA得到的粉体采用等离子活化烧结的方法制备了Ag(Pb1-ySny)mSbTe2+m化合物。随着Sn含量的增加,SnTe化合物的含量增加,电阻率明显降低。在试验的不同组成中,AgSn18SbTe20的功率因子最高,在723K时为1.98×10-3 Wm-1K-2,比文献报道的NaSn18SbTe20和SnTe的功率因子要高。这表明Ag和Sb在SnTe化合物中共同掺杂在一定温度范围可以提高其热电性能。P型AgPb18SbTe20热电材料由于电阻率比较高,功率因子比较低。调整Ag和Pb的含量,得到n型Ag0.85Pb22SbTe20材料的热电性能明显优于AgPb18SbTe20热电材料,其功率因子在725 K时最高达到1.54×10-3 Wm-1K-2,其ZT值在675 K时为0.91。将MA得到的粉体采用热压烧结的方法制备Ag(Pb1-ySny)mSbTe2+m热电材料,热压烧结的Ag0.85Pb22SbTe20在525K时Seebeck系数最大为-287μV/K,在725K时得到最大功率因子1203μW.m-1.K-2。相同组成的热压的样品与等离子活化烧结的样品有相似的热电性能,但热压样品的热电性能性能不如等离子活化烧结的样品好,其电阻率较高,功率因子较低。Ag0.85Pb22SbTe20热压样品和等离子活化烧结样品的ZT值在675K时为分别为0.78和0.91。热压样品的机械性能比等离子活化烧结的样品好。

全文目录


相似论文

  1. 稀土元素掺杂Ca3Co4O9与Ag复合材料的制备及热电性能,TQ174.1
  2. TZ3Y20A-SrSO4陶瓷基复合材料的制备及摩擦学性能,TB332
  3. (ZrB2-ZrO2)/BN复合材料的反应热压烧结及其力学性能,TB332
  4. 热压烧结B4C、ZrB2/B4C陶瓷材料的组织与性能研究,TQ174.1
  5. 热塑性纤维混杂纺织复合材料的研究,TB332
  6. FeAl基多孔材料的制备及其性能的研究,TF124.5
  7. 闪蒸法制备Bi2Te3系纳米薄膜及其热电性能研究,TB383.2
  8. PM法制备9Cr-ODSRAFM钢的组织性能研究,TG142.1
  9. 非接触式热压印微透镜阵列的研究,TH74
  10. 常规岛主厂房通风模式优化与数值模拟的研究,TU834
  11. RFID标签封装设备热压模块的设计与实现,TP391.44
  12. Mg-Ti基合金制备与储氢性能研究,TG139.7
  13. 热固性薄壁复合材料航空构件装配偏差分析方法研究,TB332
  14. 纳米级Bi2Te3粉体的制备及其烧结性能研究,TB383.1
  15. 反应合成Ag/Al2O3粉体复合材料的制备研究,TB383.3
  16. 聚合物的微热压成型关键技术研究,TQ320.66
  17. SiCp/Al复合材料的制备工艺及性能研究,TB332
  18. 纳米PbTe高压下热电性能研究,O469
  19. 中密度纤维板热压过程中芯层温度与板材性能的关系,TS653.6
  20. 热压印纳米结构在化学纤维结构显色上的应用和研究,TS190.1

中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 功能材料
© 2012 www.xueweilunwen.com