导读:本文包含了方钴矿化合物论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:热电材料,方钴矿,微波加热,热导率
方钴矿化合物论文文献综述
高文圣[1]（2019）在《CoSb_3基方钴矿化合物的微波合成及热电输运机制研究》一文中研究指出热电材料是环保、高效的功能材料,基于塞贝克、帕尔贴效应,能够实现热能和电能的相互转换。可以将自然界温差、火电厂废热等低品位热源进行发电和制冷。方钴矿属于中温热电材料,具有极大的发展前景,在众多的方钴矿材料中,CoSb_3基化合物是最受科研人员关注的,这是因为其具有优异的电输运性能,且资源丰富,价格低廉,但晶格热导率较高,导致热电优值较低。方钴矿的传统制备通常采用高压合成,高温熔炼-退火等方法得到块锭,然后通过放电等离子烧结(SPS),最终获得致密块体。材料制备周期较长,设备复杂,且长期退火导致晶粒过度生长,晶格热导率较高。与传统方钴矿合成方法不同,本实验采用了微波快速加热法,选取绿色碳化硅作为吸波材料,加热时间仅为4.5min。微波依靠加热介质的电磁损耗快速升温,极大地缩短了合成时间,改善了材料的微观结构,与传统加热方式相比具有较大优势。同时本文采用掺杂的方法提高CoSb_3基方钴矿材料的热电性能,研究表明相对于未掺杂CoSb_3材料,以Te取代Sb部分位置,会影响材料载流子浓度,改善电输运性能,以Se取代,能够造成大的质量和体积波动,降低材料热导率。本论文以Te、Se元素置换CoSb_3基方钴矿中的Sb位置,形成叁元或多元固溶体合金,加强材料电负性,增加载流子浓度,进而降低其电阻率;由于置换元素带来了原子质量和体积的波动,使其产生晶格缺陷,增强了声子与电子的散射机制,极大地降低了晶格热导率。实验制备了五个Te单掺杂样品CoSb_(3-x)Te_x(x=0、0.05、0.1、0.2、0.3),掺杂样品的载流子浓度增加了一千倍,有效降低电阻率。当x=0.3时电阻率最低为6.19μΩ·m。同时增加了由于质量波动和体积波动带来的晶格缺陷,造成强烈的电子-声子散射,降低了材料的晶格热导率,当x=0.05时热导率为2.1Wm~(-1)K~(-1),样品CoSb_(2.95)Te_(0.05)由于电性能较高、热导率较低,最终ZT值最大,在764K时达到1.06。以Se_(0.1)掺杂为不变量,制备了Co_4Sb_(12-0.1-x)Te_xSe_(0.1)(x=0.2、0.3、0.4、0.5、0.6)和Co_4Sb_(12-x-y)Te_xSe_y(x=0.1、y=0;x=0、y=0.1;x=0.1、y=0.1;x=0.5、y=0.2;x=0.5、y=0.1)等样品,单掺杂与双掺杂进行对比,分别探索Te、Se掺杂对其性能影响,以及固溶极限。Co_4Sb_(11.5)Te_(0.4)Se_(0.1)样品的ZT值最高,在773K时达到0.81;Co_4Sb_(11.4)Te_(0.5)Se_(0.1)样品的ZT值在773K时为0.78,且具有升高趋势。相比较而言Co_4Sb_(11.3)Te_(0.5)Se_(0.2)由于存在固溶极限,其ZT值较低在773K时仅为0.58。(本文来源于《安徽工业大学》期刊2019-04-10）
杨浩智,郝丽杰,陈东风,赵崇德,赵志祥[2]（2016）在《Co掺杂对充填型方钴矿化合物PrFe_4P_(12)的强关联电子性质的影响》一文中研究指出充填型方钴矿化合物PrFe_4P_(12)在低温6.5K显示出异常有序相变及重电子性质。为研究3d电子在这些相变中的影响,采用助溶剂方法制备了Pr(Fe_(1-)xCo_x)_4P_(12)样品,通过测量比热、磁化率及非弹性中子散射对掺杂前后f电子状态的变化进行了研究。实验结果表明,PrFe_4P_(12)的物性对Co的掺杂极为敏感,仅3%的掺杂即可导致异常有序相迅速消失,同时其重电子态受明显抑制,f电子由与传导电子的混合态转变为局域态。(本文来源于《原子能科学技术》期刊2016年06期）
郭莉杰[3]（2016）在《p型填充式方钴矿化合物的制备与热电性能研究》一文中研究指出随着石油、煤、天然气为代表的化石能源的日益短缺和环境污染问题的不断恶化,发展新型的、环境友好的、新型可再生能源已迫在眉睫。热电半导体材料(亦即热电材料)是一种新型的、环境友好的新能源材料,其研究和发展受到了国际上的广泛关注。自Slack博士曾提出“声子玻璃-电子晶体”(PGEC)的概念以来,这一概念提供了独立调控叁个热电参数的途径,拓展了热电材料的研究方向。具有笼状结构且含重元素的填充式方钴矿(skutterudite)最早从实验角度验证了PGEC概念,显示出较高热电优值,且最佳工作温区在600℃左右,非常适合用在汽车尾气管将发动机余热转换为车载用电。目前,国内外热电学者对n型填充式方钴矿材料进行了大量且系统的研究,通过多原子复合填充,n型填充式方钴矿化合物的最大热电优值ZT可达1.7。然而,目前人们对p型填充式方钴矿的研究却相对较少,最大ZT值一直在1.0左右徘徊。众所周知,热电器件需要相匹配的n型和p型材料配对使用,因此研究和开发高性能的p型方钴矿材料是该体系获得实际应用的关键。本研究以p型填充式方钴矿化合物为研究对象,分别采用传统固相法和自制熔体旋甩法制备化合物NdxFe3Co Sb12和NdxYbyFe3Co Sb12,系统探讨了填充原子种类及含量对p型方钴矿化合物热电性能的影响规律;深入研究了产物微结构对其热电性能的影响机理;着重论述了熔体旋甩工艺对产物微结构、形貌及在改善材料热电性能方面的优势;并最终得到了优化的材料组分及较高性能的热电优值。具体研究内容和结果如下:(1)采用“熔融-淬火-退火-放电等离子烧结”方法制备了一元p型填充式方钴矿化合物NdxFe3Co Sb12(x=0.8,0.85,0.9,0.95,1.0),XRD结果表明我们制备出的样品主相均为方钴矿相,SEM图像显示SPS烧结后的样品较为致密,可达理论密度的97%,晶界较为明显,晶粒尺寸大致在3~5um。热电性能结果显示样品Nd0.9Fe3Co Sb12在760K时最大ZT可达0.8,表明p型一元填充式方钴矿化合物在中温区热电材料研究方面仍有提升空间。(2)利用自制的熔体旋甩装置,采用“熔体旋甩结合放电等离子烧结”方法超快速合成一元p型填充式方钴矿化合物NdxFe3Co Sb12(x=0.8,0.85,0.9,0.95,1.0),该技术大大节省了产物制备时间,由原来的大概7d左右(传统固相法)直接降至目前的小于3h。通过微结构分析表明,样品的均匀性得到了大大的改善、晶粒尺寸也大大降低,由原来的几微米(传统固相法)直接降至几十纳米,这为材料晶格热导率的大幅度降低提供了极为有利的途径。此外,与传统法合成的同一组分样品相比,虽然其电导率有所下降但是Seebeck系数却得到了一定程度的提升,最终样品的电学性能仍然得到了较为显着的提高。结合材料电热输运性能,最终x=0.9的样品Nd0.9Fe3Co Sb12在760K时ZT达到了1.0。比用传统法得到的同一组分的样品ZT提高了25%。(3)基于熔体旋甩法的优势,继续采用“熔体旋甩结合放电等离子烧结”方法快速制备p型二元填充式方钴矿化合物NdxYbyFe3Co Sb12(x=0.3,0.4,0.5,0.6,0.7),XRD物相分析表明我们所制备的样品确实为方钴矿相。通过扫面电镜和透射电镜分析样品的微结构,发现有无数纳米第二相YbSb析出,这些纳米析出物对散射中长波声子、降低晶格热导率提供了额外的机制。另外,随着原子填充分数的增加材料电学性能有所增加,总热导率有一定程度的降低。总之,此方法制备p型二元填充式方钴矿化合物不仅大大缩短了时间、降低了合成成本,而且可以大幅度减小晶粒尺寸、降低晶格热导,提高材料综合热电性能。最终在760K样品Nd0.6Yb0.4Fe3CoSb12的最大ZT达到了1.05,与传统法制备的同组分二元样品相比平均ZTave提高了14%。(本文来源于《重庆大学》期刊2016-04-01）
席丽丽,邱雨婷,史讯,杨炯,陈立东[4]（2015）在《CoSb_3基方钴矿化合物的Ga,In掺杂及相关复杂缺陷的研究》一文中研究指出通过第一性原理与热力学结合的方法,研究了Ga,In等掺杂的Co Sb3基方钴矿化合物中的复杂缺陷问题。详细计算了Ga,In在Co Sb3中填充,Co,Sb位置替换以及填充-替换同时共存等缺陷的形成能。研究结果表明,缺陷形成能与费米能级、化学势等相关。Ga,In等在方钴矿中不是单纯的填充,而是填充和Sb位置替换同时共存的复杂缺陷。Ga掺杂以填充-替换比例2∶1的缺陷为主,而In掺杂,根据不同的条件可形成填充,替换,以及不同比例的填充替换复合缺陷,其中尤其以4∶2和2∶1最多。根据巨正则系宗,研究了Ga,In掺杂系统的载流子浓度和各缺陷的浓度。发现Ga,In掺杂的方钴矿由于填充和替换电荷的自补偿效应,其载流子浓度较低,尤其是Ga填充,具有类似本征半导体的低载流子浓度,且得到实验证实。In掺杂系统由于填充替换的比例偏离2∶1,填充位置的In比Ga的稍高一些,因此具有比Ga掺杂更高的载流子浓度。(本文来源于《中国材料进展》期刊2015年01期）
谢作星[5]（2014）在《方钴矿热电化合物X射线吸收精细结构模拟计算》一文中研究指出方钴矿是一种性能优异的热电材料，但其过高的晶格热导率限制了它的应用和发展。材料的晶格热导率取决于材料的能带结构和晶体结构。理论计算表明，n型填充方钴矿的热电输运性能取决于位于导带底的Sb5p和Co3d电子能带结构。本文用多重散射理论计算了二元CoSb3的X射线吸收近边结构谱(XANES)，研究了二元CoSb3的电子结构信息；用单散射理论计算了Ba和In填充方钴矿的扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS)，研究了Ba和In填充方钴矿的原子结构信息。得到的主要结论如下：采用实空间的全势多重散射理论模拟计算了二元方钴矿CoSb3的Co K边和Sb K边XANES谱，通过优化理论参数，使XANES理论谱与实测谱相吻合。研究了团簇大小对Co K边和Sb K边XANES谱的影响，结果表明优化的Co和Sb团簇半径分别为5.74和5.60。分析了芯孔寿命对Co K边XANES谱的影响，得到优化的芯孔寿命为1.3eV。Co和Sb的局域态密度表明，Co4s、Co4p和Sb5s轨道电子占据价带底部，Co3d和Sb5p轨道电子占据价带顶部和导带底部。用单散射理论计算了CoSb3、Ba0.3Co4Sb12、In0.25Co4Sb12和Ba0.3In0.2Co4Sb12的Co K边EXAFS谱。结果表明，Ba和In填充导致CoSb6八面体的Co-Sb键键长增大。在Ba和In填充方钴矿中前叁壳层Co-Sb键的热振动参数增大，但它们仍然较小，表明填充引起的晶格畸变虽然导致方钴矿化合物的晶格热无序度增加，但晶体点阵仍然高度有序。用单散射理论计算了CoSb3、Ba0.3Co4Sb12、In0.25Co4Sb12和Ba0.3In0.2Co4Sb12的Sb K边EXAFS谱。结果表明，在Ba和In填充方钴矿中Sb4四面体的Sb-Sb长键和短键键长减小且长短键键长之差也减小，表明Ba和In填充致使Sb4四元环由矩形向正方形转变。此外，四种方钴矿型化合物中Sb4四元环的Sb-Sb长键的热振动高于短键。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2014-05-01）
姜一平,贾晓鹏,马红安,邓乐,郑世钊[6]（2011）在《压力对稀土元素Sm填充方钴矿化合物热电性能的影响》一文中研究指出通过高温高压方法合成出稀土元素Sm填充n型方钴矿化合物SmxCo4Sb12(0<x<1),并考察了在室温下Sm填充率对热电性能的影响规律.结果表明:SmxCo4Sb12化合物表现为n型传导;电阻率和Seebeck系数随着合成压力的增加逐渐增加;晶格热导率随着Sm填充分数的增加而降低,在Sm填充量为0.5时达到最小值.室温下Sm0.5Co4Sb12化合物显示最大热电性能指数,其最大无量纲热电性能指数ZTmax值达到0.16.(本文来源于《北华大学学报(自然科学版)》期刊2011年05期）
谭刚健,李涵,唐新峰[7]（2011）在《Ni掺杂p型方钴矿化合物Ce_yFe_(4-x)Ni_xSb_(12)的制备及其热电性能研究》一文中研究指出采用熔融-淬火-退火-SPS工艺制备得到了单相致密的多晶p型方钴矿CeyFe4-xNixSb12块体材料,并在300～800K范围内测试了其热电性能。研究结果表明,通过控制Ce的填充量以及Ni的取代量能够调节载流子浓度,优化功率因子,并且降低晶格热导率。(本文来源于《2011中国材料研讨会论文摘要集》期刊2011-05-17）
王作成[8]（2011）在《In和RE/AE双原子复合填充n型方钴矿化合物的制备及热电性能》一文中研究指出填充式方钴矿化合物作为PGEC热电材料的代表,是中温热电领域最具发展潜力的材料之一。最近研究发现：In掺杂方钴矿获得了较高的热电性能,但是,对于其能否填充仍存在争议；虽然具有原位内生纳米InSb结构的纳米复合热电材料InxCeyCo4Sb12最大ZT值可达到1.43,但是,In与其他稀土或碱土元素复合掺杂方钴矿能否形成InSb纳米复合结构,InSb纳米复合结构又会对In与其他稀土或碱土元素复合掺杂方钴矿的热电性能有何影响?这些亟待研究的问题目前尚无相关研究见诸报导。本论文利用熔融-淬火-退火结合放电等离子体烧结(SPS)工艺制备了一系列In掺杂n型CoSb3基填充式方钴矿热电材料,通过系统研究相组成、微结构及热电性能,阐明了In在方钻矿中的存在形式；探讨了5种稀土填充元素单元素填充及In-RE复合填充对方钻矿电热传输性能的影响规律；揭示了纳米InSb在In-RE复合填充方钴矿中存在的普遍性,并研究了纳米InSb对热电性能的影响规律；探讨了熔融-淬火-退火-SPS工艺下纳米InSb生成条件,并通过调控In-RE复合填充方钴矿的掺杂量对热电性能进行了优化；研究了In-AE复合填充对方钴矿热电性能的影响规律,通过调控组分揭示了纳米InSb在In-AE复合填充方钴矿中存在的可能性。得到以下结论：阐明了In在方钴矿中的存在形式。元素In可以作为方钴矿填充元素而填充到方钴矿二十面体空洞结构中,当In掺杂量在填充上限(In单元素填充分数上限为0.22)以下时可以完全填充,填充状态In可能仅5p1轨道电子电离,为+1价；当In掺杂量超过填充上限时,超过In填充上限的部分以InSb纳米第二相形式均匀镶嵌于方钴矿晶界上,另一部分以填充形式存在。同时,In与RE/AE复合填充时,In的填充上限决定于In和RE/AE各自单元素填充时的填充上限、RE/AE的掺杂量以及In与RE/AE的相对填充竞争能力。当掺杂In全部处于填充状态时,探讨了5种稀土元素RE(RE=La、Yb、Ce、Pr、Eu)单元素填充及In-RE复合填充对方钴矿电热传输性能的影响规律,对样品RE0.1Co4Sb12和In0.1RE0.1Co4Sb12研究结果表明：填充离子的化学价态及填充分数对电热输运性能有很大的影响；Yb、Pr及Ce填充对Seebeck系数的提高效果显着,这可能与其填充样品具有大的电子有效质量和重费米面有关；RE0.1Co4Sb12样品中,Pr填充样品具有高的电性能和低的热导率,在750K时获得最大ZT值0.9；In0.1RE0.1Co4Sb12样品中,In与Yb复合填充样品具有最高的电性能和较低的热导率,800K时其最大ZT值达到1.22。当In掺杂量超过填充上限并有第二相InSb产生时,通过对InSb样品的研究,揭示了纳米InSb在In-RE复合填充方钴矿中存在的普遍性及其对热电性能的影响规律。In0.3RE0.1Co4Sb12烧结样品中普遍存在着均匀镶嵌于方钴矿晶界上且晶粒尺寸在100 nm以下的InSb纳米颗粒。纳米InSb生成机理为：在SPS烧结过程中,第二相InSb以液相形式均匀分布于方钴矿晶界上,快速冷却过程中形核结晶为InSb纳米晶。这种InSb纳米复合方钴矿InSb样品在保持高功率因子的情况下具有较低的晶格热导率,In0.3Pr0.1Co4Sb12样品在800 K时获得最大ZT值1.26,In0.3Eu0.1Co4Sb12样品在800 K时最大ZT值达到1.21。根据上述研究结果,通过协同调控In和RE的掺杂量,阐明了纳米InSb生成条件,并优化了材料热电输运性能。在In和Eu复合填充方钴矿中,样品中仅发现了InSb纳米第二相,这与Eu填充上限大且填充竞争力强有关,通过组分优化并对热电性能研究发现,InSb样品具有适当的填充分数和适量的InSb纳米含量,因此获得了好的电性能和低的热导率,800 K时达到最大ZT值1.31。制备了Pr填充n型CoSb3基方钻矿热电材料,探明元素Pr填充上限为0.21,单元素填充样品Pr0.2Co4Sb12获得了很高的热电性能,在800 K时达到最大ZT值1.03；相比于Eu, Pr的填充竞争能力较弱,In0.20PrxCo4Sb12样品中x≥0.20时出现了Co3Pr、PrSb和CoSb2的杂相,CoSb2样品在800 K时达到最大ZT值1.26。综上所述,In与RE复合掺杂样品中,纳米InSb的形成与以下因素有关：制备工艺、In以及RE的掺杂量、In以及RE元素单原子填充时的填充上限、RE与In的相对填充竞争能力。研究了In-AE复合填充对方钻矿热电性能的影响规律,通过调控组分揭示了纳米InSb在In-AE复合填充方钴矿中存在的可能性。在相同填充分数下,相比于In-RE复合填充样品,In与叁种碱土元素AE (AE=Ca、Sr、Ba)复合填充样品具有较低的晶格热导率,In0.2AE0.2Co4Sb12样品800 K时ZT值皆达到1.2以上In0.2CaxCo4Sb12样品中存在InSb纳米复合结构,且随x增大,InSb纳米复合量增多,这些纳米结构使样品在保持很高功率因子的同时晶格热导率较低,x=0.25样品在800 K时功率因子达到4.9mWm-1K-2,最大ZT值达到1.34。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2011-05-01）
周龙,李涵,苏贤礼,唐新峰[9]（2010）在《In掺杂对n型方钴矿化合物的微结构及热电性能的影响规律》一文中研究指出用熔融退火法结合放电等离子烧结(SPS)技术成功制备了具有不同In含量的InxCo4Sb12(x=0.1—0.4)方钴矿化合物.X射线衍射分析和扫描电镜分析结果表明,当In的掺杂量超过一定值时,化合物中会原位析出纳米InSb的第二相,且其含量会随In掺杂量的增加而增大.研究结果表明,InSb第二相的存在增大了化合物的功率因子,降低了化合物的晶格热导率,显着提高了化合物的热电性能.在温度为800K时,In0.35Co4Sb12样品的最大热电优值(ZT值)达到了1.21。(本文来源于《物理学报》期刊2010年10期）
姜一平,贾晓鹏,马红安,邓乐,郑世钊[10]（2010）在《压力对CoSb_(2.750)Te_xGe_(0.250-x) n型方钴矿化合物的电输运性能的影响》一文中研究指出采用高温高压方法,在900K的温度条件下,成功合成出CoSb2.750 TexGe0.250-x(x=0.125,0.175,0.200)n型方钴矿化合物,并考察了不同的压力对其电输运性能的影响规律。室温下对样品的电阻率(ρ),Seebeck系数(S)进行了测试分析。电学性能测试表明,方钴矿CoSb2.750 TexGe0.250-x化合物的导电类型为n型,电阻率和Seebeck系数的绝对值随着压力的升高而增加,随着Te掺杂量的增加而降低。功率因子随合成压力增大而降低,随Te掺杂量的增加而升高。CoSb2.750Te0.200Ge0.050在2GPa时具有最大的功率因子为7.59μW/(cm.K2)。(本文来源于《功能材料》期刊2010年09期）
方钴矿化合物论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
充填型方钴矿化合物PrFe_4P_(12)在低温6.5K显示出异常有序相变及重电子性质。为研究3d电子在这些相变中的影响,采用助溶剂方法制备了Pr(Fe_(1-)xCo_x)_4P_(12)样品,通过测量比热、磁化率及非弹性中子散射对掺杂前后f电子状态的变化进行了研究。实验结果表明,PrFe_4P_(12)的物性对Co的掺杂极为敏感,仅3%的掺杂即可导致异常有序相迅速消失,同时其重电子态受明显抑制,f电子由与传导电子的混合态转变为局域态。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
方钴矿化合物论文参考文献
[1].高文圣.CoSb_3基方钴矿化合物的微波合成及热电输运机制研究[D].安徽工业大学.2019
[2].杨浩智,郝丽杰,陈东风,赵崇德,赵志祥.Co掺杂对充填型方钴矿化合物PrFe_4P_(12)的强关联电子性质的影响[J].原子能科学技术.2016
[3].郭莉杰.p型填充式方钴矿化合物的制备与热电性能研究[D].重庆大学.2016
[4].席丽丽,邱雨婷,史讯,杨炯,陈立东.CoSb_3基方钴矿化合物的Ga,In掺杂及相关复杂缺陷的研究[J].中国材料进展.2015
[5].谢作星.方钴矿热电化合物X射线吸收精细结构模拟计算[D].武汉理工大学.2014
[6].姜一平,贾晓鹏,马红安,邓乐,郑世钊.压力对稀土元素Sm填充方钴矿化合物热电性能的影响[J].北华大学学报(自然科学版).2011
[7].谭刚健,李涵,唐新峰.Ni掺杂p型方钴矿化合物Ce_yFe_(4-x)Ni_xSb_(12)的制备及其热电性能研究[C].2011中国材料研讨会论文摘要集.2011
[8].王作成.In和RE/AE双原子复合填充n型方钴矿化合物的制备及热电性能[D].武汉理工大学.2011
[9].周龙,李涵,苏贤礼,唐新峰.In掺杂对n型方钴矿化合物的微结构及热电性能的影响规律[J].物理学报.2010
[10].姜一平,贾晓鹏,马红安,邓乐,郑世钊.压力对CoSb_(2.750)Te_xGe_(0.250-x)n型方钴矿化合物的电输运性能的影响[J].功能材料.2010