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《βfesilt2gt基熱電材料的制備與性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、南京航空航天大學碩士學位論文摘要熱電材料是一類能直接實現(xiàn)熱電轉換功能的材料，無需機械部件，無噪音，節(jié)約能源，因此受到人們的關注。而β-FeSi2是一種非常有應用前景的熱電材料，其特點是具有比較高的賽貝克系數(shù)，來源廣泛，價格低廉，高溫抗氧化性好，無毒以及高的工作溫度。采用機械合金化方法制備了β-FeSi2基熱電材料，通過XRD、熱電性能測試等手段研究探討了比較理想的制備工藝參數(shù)，研究了β-FeSi2基熱電材料的電學性能和相結構，分析討論了進一步提高β-FeSi2基合金熱電性能的可能性；介紹了熱電器件及其性能參數(shù)，構建
2、了熱電轉換器件的基本單元。經分析得出優(yōu)化的制備工藝為：當球料比為15/1，球磨機轉速為365r/min時，經50h球磨的粉末在890℃退火15h后可完全生成β-FeSi2。對于提高β-FeSi2基材料熱電性能的研究表明：摻雜能有效提高β-FeSi2基合金的熱電性能；Co是較好的n型摻雜劑，最佳摻雜濃度為1at.%；Mn是較好的p型摻雜劑，最佳摻雜濃度為2.67at.%，但摻雜效果略差于Co；Al也是p型摻雜劑，但其摻雜效果比Mn差，Al的最佳摻雜濃度為1.64at.%；在摻雜濃度最佳的摻Co樣品中加入2mass%E
3、r2O3能進一步提高材料的熱電性能。根據熱電效應原理，選取摻雜濃度最佳的摻Co樣品和摻Mn樣品，分別構建了溫差發(fā)電器件單元和熱電制冷器件單元，并取得以下初步結果：在給定溫差和電流條件下分別得到溫差發(fā)電電流為24μA，熱電制冷可降低溫度16℃。關鍵詞：β-FeSi2，熱電材料，機械合金化，熱電性能，摻雜，熱電轉換器件iβ-FeSi2基熱電材料的制備與性能研究ABSTRACTThermoelectricmaterials,whichcanrealizethermoelectricconversiondirectlywi
4、thoutanymechanicalequipmentsandnoise,areattractiveasakindofsave-energymaterials.Irondisilicide(β-FeSi2)isoneofthemostpromisingthermoelectriccandidates,duetoitshighSeebeckcoefficient,abundanceasarawmaterial,lowcost,highoxidationresistance,non-toxicity,andhighwo
5、rkingtemperature.β-FeSi2basedthermoelectricmaterialswerepreparedbymechanicalalloying(MA).Bymeansofanalysisofthermoelectricproperties,XRDmeasurementandsomeothers,theoptimumprocessingparameterswereobtainedandthethermoelectricpropertiesandphasedstructureofprepare
6、dsamplesweresdudiedandanalysed.Inaddition,thermoelectricconvertorsandtheirimportantperformanceparameterswereintroducedandthebasiccellsofthermoelectricconvertorswereconstructed.Theoptimizedpreparingprocessingwasasfollows.Bymillingfor50hwiththeball-to-powderrati
7、obeing15:1androtationspeedbeing365r/min,themixedpowdercanbecompletelyalloyedaftersinteringat890℃for15hinAratmosphere.Onthestudyingofthermoelectricpropertiesofβ-FeSi2basedalloys,itshowedthatcobaltisaneffectiven-typedopant,anditsbestdopingconcentrationis1at.%.Wh
8、ilemanganesebenefitstothep-typealloy,themaximumofpowderfactorofwhichcanbeachievedwith2.67at.%manganese.Alumimumisalesseffectivep-typedopatthanmanganese,thebestdopingconcentrationof
