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《mglt2gtsi基熱電材料的制備與熱電性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要摘要熱電材料是利用塞貝克(Seebeck)效應(yīng)和佩爾帝(Peltier)效應(yīng)將熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料，是高技術(shù)新能源領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，在熱電發(fā)電和熱電制冷方面具有廣闊的應(yīng)用前景。M92Si基合金作為一種具有潛在高熱電性能的新型中溫熱電材料，受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。由于Mg元素活性較高，M92Si合金的制備比較困難，如何制備出性能優(yōu)異的M92Si基塊體材料成為研究重點。本文以M92Si基熱電材料為研究對象，分別采用機械合金化(MA)和懸浮感應(yīng)熔煉結(jié)合放電等離子燒結(jié)技術(shù)(SPS)合成M92Si基塊體合金，并采用X射線衍射、掃描電子顯微鏡、電參數(shù)測試儀、激光熱導(dǎo)儀等
2、先進手段，分別對M92Si基合金的制備工藝、顯微結(jié)構(gòu)和熱電性能進行了系統(tǒng)研究。本文首先采用機械合金化方法結(jié)合放電等離子燒結(jié)工藝制備M92Sil-xSnx合金塊體，并系統(tǒng)研究了不同Sn摻雜量(x=O，0．4，0．5，0．6)對合金顯微結(jié)構(gòu)與熱電性能的影響。實驗結(jié)果表明：球磨5小時，Sn摻雜量x=0的粉末中存在未反應(yīng)完全的單質(zhì)Si。隨著Sn摻雜量的增加，粉末合金化完全。本文還研究了燒結(jié)溫度對其物相組成的影響。對于不同Sn摻雜量的合金粉末，可以在相同的SPS燒結(jié)條件：即燒結(jié)壓力為30MPa，燒結(jié)溫度700℃，燒結(jié)時間為10"--25min的條件下合成M92Sil．xSnx合金。
3、在750。C燒結(jié)時，Sn摻雜的M92Sil．xSnx合金出現(xiàn)物相分解的現(xiàn)象。Sn摻雜x=0．4的樣品具有最高的功率因子，在200℃時達到6．25X104WK‘2m一。此外，本文對懸浮感應(yīng)熔煉結(jié)合放電等離子燒結(jié)工藝制備M92Sil．xSnx(x=0，0．4，0．5，O．6)合金及其熱電性能進行了研究。原料采用鎂塊(純度大于99．0wt％)、硅塊(純度大于99．0wt％)及錫塊(純度大于99．0wt％)。首先在心氣保護下熔煉成塊體，再球磨破碎成粉末后，采用放電等離子燒結(jié)得到M92Sil．xSnx合金塊體。實驗結(jié)果表明：Sn含量的增加，有利于MgESil．xSnx固溶體的形成。
4、球磨后的M92Sil．xSnx合金粉末通過SPS在700。C燒結(jié)后，可得到相對密度大于98％的合金塊體。熱電性能測試結(jié)果表明，所有試樣的電阻率均隨溫度的升高北京工業(yè)大學工學碩士學位論文‘而降低，呈現(xiàn)半導(dǎo)體傳輸特性。而且隨著Sn含量的增加，M92Sil．xSnx合金的Seebeck系數(shù)的絕對值增加，熱導(dǎo)率相差不大。在測試溫度范圍內(nèi)，M92Sio．4Sno．6合金在400℃具有最高的ZT值O．25。關(guān)鍵詞M92Sil．xSnx化合物；放電等離子燒結(jié)；懸浮感應(yīng)熔煉；熱電性能ABSTRACTABSTRACTThermoelectricmaterialsareusedforconv
5、ertingheatenergytoelectricenergydirectlyasfunctionalmaterialswithSeebeckeffectandPeltiereffect，theyareessentialmaterialsinnewenergyfield，andhaveimmenseprospectswithmanyapplicationsinthermoelectricpowergenerationandrefrigeration．ThethermoelectricmaterialsofM92Si—basedpossessapotentiallyhig
6、hdimensionlessfigureofmeritZTinintermediatetemperatureregimeofoperation．ItisverydifficulttosynthesizeM92Sialloyasmagnesiumpossesshighactivity．ItbecomestheresearchingkeyofhowtosynthesizeM92Si-basedthermoelectricmaterialswithhighperformance．Inthispaper,M92Si—basedalloyaresynthesizebymechani
7、calalloying(MA)andsuspensioninductionmeltingrespectively．Following，thebulkalloyaresynthesizedbySparkPlasmaSintering(SPS)technology．ThemicrostructureandthermoelectricpropertiesweresystematicallyinvestigatedbyX—raydiffraction，scanningelectronmicroscopy，transmittingele
