导读:本文包含了方钴矿类热电材料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,高温防护涂层,锑化钴(CoSb_3)
方钴矿类热电材料论文文献综述
包鑫,柏胜强,吴子华,吴汀,顾明[1]（2019）在《CoSb_3基方钴矿热电材料保护涂层研究进展》一文中研究指出热电转换技术可以利用固体中载流子输运实现热能与电能之间的相互转换,该技术具备无污染、无传动、无噪声等一系列优势。在太阳能光热复合发电、工业生产余废热回收利用等方面都极具潜力,为缓解环境及能源压力提供了新的研究方向。热电转换技术的性能通过无量纲优值ZT来衡量,ZT=S~2σT/κ,其中S是塞贝克系数,σ是电导率,T是绝对温度,κ是热导率。但目前热电器件转换与普通热机发电效率存在较大的差距,相对较低的转换效率是由于材料热电转换性能较低,即ZT优值较低导致。理论研究表明,热电材料ZT优值达到1以上就具备了商业应用价值。作为典型电子晶体-声子玻璃热电材料之一,锑化钴(CoSb_3)基方钴矿热电材料具有优异的热电性能,在过去20多年被广泛研究。填充、掺杂、纳米复合等方式能有效提升CoSb_3基热电材料的性能,其ZT值从CoSb_3二元方钴矿的0.5左右提升到了填充方钴矿的1.7～2.0。CoSb_3基方钴矿成为了最具潜力的中温区(500～850 K)的发电热电材料之一,CoSb_3基方钴矿热电器件的设计、集成、服役行为也随之展开。相关研究显示,CoSb_3基方钴矿热电转换器件在高温服役过程中,材料的劣化(如材料的氧化,元素的升华以及服役期间界面扩散等)会导致整个器件性能的降低,严重阻碍了方钴矿材料的商业化应用。打破限制CoSb_3基方钴矿器件实际应用的技术壁垒,扩大其应用领域,解决CoSb_3基方钴矿材料本身高温劣化性问题是当前方钴矿器件研究的热点之一。本文综述了CoSb_3基方钴矿热电材料的氧化、Sb元素升华等导致材料及器件失效的主要形式和各种CoSb_3基方钴矿热电材料保护涂层的最新研究进展,如金属类涂层Ti、Mo、Pt等,非金属类涂层玻璃、陶瓷、气凝胶等,以及复合涂层对方钴矿基材料的保护性能,以期为CoSb_3基方钴矿热电器件材料劣化性问题的解决提供参考。在热电器件实际服役中,各种热电材料都存在元素升华的现象,并且这些材料在氧分压过高的环境中工作同样面临着氧化问题,该综述对其他热电材料的保护、延长热电器件的使用寿命方面也具有一定的参考价值。(本文来源于《材料导报》期刊2019年05期）
张骐昊,廖锦城,唐云山,顾明,刘睿恒[2]（2018）在《方钴矿热电材料/Ti_(88)Al_(12)界面稳定性研究》一文中研究指出热电器件的界面稳定性是决定其服役可靠性和寿命的关键因素。对于方钴矿热电器件,为了抑制高温电极与方钴矿材料之间的相互扩散,需要在两者之间加入阻挡层。本工作选用Ti_(88)Al_(12)作为阻挡层,利用一步法热压烧结制备n型Yb_(0.3)Co_4Sb_(12)/Ti_(88)Al_(12)/Yb_(0.3)Co_4Sb_(12)和p型CeFe3.85Mn0.15Sb12/Ti_(88)Al_(12)/CeFe3.85Mn0.15Sb12样品,研究Ti_(88)Al_(12)阻挡层与热电材料间的界面接触电阻率及微结构在加速老化实验中的演化规律。结果表明:在相同的老化条件下,n型样品的界面接触电阻率增加速度比p型样品慢,其激活能分别为84.1 k J/mol和68.8 k J/mol。对于n型样品,由元素扩散反应生成的金属间化合物中间层的增长及最终AlCo/TiCoSb层的开裂是导致界面接触电阻率增加的主要原因;而p型热电材料与Ti_(88)Al_(12)的热膨胀系数的差异加速了p型样品中界面裂纹的产生。(本文来源于《无机材料学报》期刊2018年08期）
李小波[3]（2018）在《p型方钴矿热电材料及接头的组织结构与性能》一文中研究指出方钴矿具有良好的热电性能和优异的力学性能,是最具实际应用潜力的中温热电材料。对于制备热电器件来讲,p型和n型热电材料是同等重要的。要获得高性能的热电器件,不仅需要性能优异的的热电材料,还需要有高质量的连接。目前p型方钴矿的热电性能远低于n型方钴矿,且p型方钴矿的连接仍未得到有效的解决。因此获得高性能的p型方钴矿材料及可靠连接的研究具有很大的实际应用价值。本论文基于La0.8Ti0.1Ga0.1Fe3Co Sb12方钴矿材料,通过Ce取代一部分La的方法进一步降低晶格热导率,提高热电性能;同时研究p型方钴矿高温端接头和低温端接头的制备,在服役条件下对高温端接头进行考核。得到如下研究结果:采用熔融退火+热压烧结方法制备La0.8-x Cex Ti0.1Ga0.1Fe3Co Sb12材料,合金的晶粒尺寸为10~20μm,当Ce含量大于等于0.6时,材料中出现了第二相,合金的实际填充量随Ce含量的增加而降低;Ce填充对材料的电输运性能影响不大,进一步降低了材料的晶格热导率。La0.4Ce0.4Ti0.1Ga0.1 Fe3Co Sb12材料ZT值在723K时达到1.05,300~773K的平均ZT值为0.72。通过一步烧结实现了p型方钴矿与Fe Cr Ni阻挡层材料的连接,分析结果表明p-SKD/Fe Cr Ni界面中存在着明显的反应层,主要是Sb、Fe和Ni元素的扩散。利用Ag-Cu-Zn-Sn焊料,采用钎焊手段实现了p型方钴矿高温端接头的制备,随着钎焊温度升高,界面扩散加剧,钎焊温度过高时,界面出现裂纹、孔洞和Fe Sb2第二相;随着钎焊温度升高,接头剪切强度增大,接触电阻率先减小后增大,优化得到高温端接头钎焊温度为660℃。在服役条件下对高温端接头进行了考核,结果表明长时间时效后,热电接头界面接触良好,无明显变化;热电接头剪切强度和接触电阻率都略有增加。利用Pb-Sn焊料实现了p型方钴矿低温端接头的制备,结果表明pSKD/Pb-Sn/Mo Cu界面结合良好,无裂纹和孔洞,接触电阻为2.8μΩ·cm2,剪切强度达到11MPa,能够满足器件使用要求。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
陈帆[4]（2018）在《扫描激光熔融制备方钴矿热电材料》一文中研究指出方钴矿热电材料具有较高的热电优值,简单可控的成分,相对优良的力学性能以及高稳定性等优点,因而是中温区热电发电器件的首选材料。而且,随着方钴矿热电器件的转换效率不断提高,促进了该材料从实验室走向工业规模化应用。材料的工业规模化制备技术需要在保持材料高性能的前提下缩短制备周期并降低制造成本。目前,合成方钴矿的主要方法包括:液相熔融法、熔融旋甩法、机械合金化法以及高温高压等技术,因其在制备过程生产工艺耗能费时或设备复杂等问题而难以用于批量制备。针对这些问题,本论文围绕材料制备过程,探讨在不同制备工艺下,方钴矿预熔体包晶偏析尺寸的变化及其对退火时间的影响,研究快速批量化生产方钴矿热电材料的新型工艺制备技术,并评价新技术的优势及制备材料的稳定性。主要研究结果如下:1.采用扩散反应控制的金斯特林格模型来分析退火过程中的反应机理,通过对Co-Sb相图的分析,发现熔体从高温淬火冷凝的过程中会出现包晶偏析反应,而且包晶偏析相尺寸的大小也对后续退火过程所需要的时间起决定性作用。通过对退火不同时间的熔融淬火和扫描激光熔融(SLM)样品进行微观结构观察和物相定性定量分析后,得到包晶偏析尺寸与退火时间的变化关系。当SLM技术制备得到最大包晶偏析尺寸为~12μm时,610℃完成退火过程仅需6min,因此该退火过程可由放电等离子技术(SPS)代替以实现材料的快速烧结致密化。2.采用冷却速度快、可获得组织精细、工艺流程简单的扫描激光熔融技术熔融方钴矿粉体。通过对不同实验参数的调试,确定了最佳合成工艺流程和工艺参数(粉床厚度1mm,激光光斑1mm,激光功率150W,扫描间隔3.75mm,扫描速度为200mm/min),得到了平均包晶偏析尺寸为~5μm的方钴矿预熔体,根据动力学分析,预熔体样品经过放电等离子烧结技术(SPS)可快速制备得到致密的方钴矿纯相。3.利用SLM-SPS技术快速制备了一系列方钴矿块体热电材料,通过填充含量的调控,SLM-SPS技术合成的方钴矿热电材料获得了较高的热电优值:温度为850K时,Yb_(0.4)Co_4Sb_(12.1)的ZT值为1.23;温度为700K时,In_(0.5)Co_4Sb_(12.1)的ZT值为1.09;温度为750K时,Ce_(0.95)Fe_3CoSb_(12.1)的ZT值为0.79。热电性能可以与目前其由其它制备技术合成的单填方钴矿相媲美,且该技术具有很好的可重复性。实验室条件下,生产100g样品的制备周期由传统的9天缩短到1h以内。通过制备成本对比,发现该技术比传统制备技术可以降低约74%的制造成本,有望用于批量制备。由此,我们提出了一种可以经济、高效的制备高性能填充方钴矿热电材料的新型合成技术。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)》期刊2018-06-01）
孔令娇[5]（2017）在《Fe,Ni置换型方钴矿热电材料高温高压制备及性能研究》一文中研究指出本论文采用高温高压技术制备出单元素、双元素置换到方钴矿Co Sb_3中Co位的热电材料,并对其热电性质进行了研究。重点研究了室温下不同合成压力对方钴矿基热电材料的电学输运性能的影响,并对所合成样品的相结构,微观结构,热电性能进行了测试以及分析。本论文的主要研究内容如下:(1)采用Ni元素进行单一置换,在1-3 GPa条件下成功制备出Ni_xCo_(4-x)Sb_(12)(x=0,0.025.0.1,0.15,0.25)材料。XRD测试结果表明:在合成压力为1GPa时,制备出的样品与标准Co Sb_3谱图匹配良好。SEM电镜照片表明样品的晶粒均匀,晶界明显。此外,样品电学输运性能测试结果表明:在制备压力范围内,样品的Seebeck系数的绝对值与电阻率随着合成压力的增加趋于增加。合成压力为1GPa时,样品Ni_(0.15)Co_(3.85)Sb_(12)具有最优功率因子为9′10-4Wm-1K-2。结果表明:相比纯方钴矿热电材料,通过Ni元素替代到Co Sb_3的Co位后,电学性能得到显着提高。随后对该样品进行中温区热电输运性能相关测试及研究,结果表明:Ni元素替代到样品中可以有效降低样品的总热导率。当合成压力为1GPa时,温度为600K时,样品Ni_(0.15)Co_(3.85)Sb_(12)的最大品质因子ZT值为0.52。(2)采用双元素Fe,Ni置换到Co位,用高温高压方法成功制备出Fe_yNi_(0.15)Co_(3.85-y)Sb_(12)(y=0.2,0.25,0.3)材料。在合成压力范围内,随着合成压力的增加,Seebeck系数的绝对值和电阻率都有所增;1GPa下合成的Fe0.2Ni0.1 5Co3.6 5Sb1 2样品具有室温下的最大功率因子为4.85′10-4Wm-1K-2,随后对该样品进行变温热电输运性能的相关测试,结果表明:Fe,Ni双元素置换到样品中可有效降低样品的晶格热导率,在温度为700K时,最优品质因子ZT值为0.35。综上所述,采用高温高压制备方法,同时通过元素置换到方钴矿的钴位时,能够有效地改善材料的微观结构;优化材料的载流子浓度;造成明显的微观缺陷,以至于促进了声子散射,降低了材料的晶格热导率;最终实现优化材料的热电性能,提高了材料的ZT值。(本文来源于《吉林大学》期刊2017-05-01）
朱代漫[6]（2016）在《(Va,Ce,Yb)(Co,Fe,Ni)_4(Sb,Ge)_(12)方钴矿热电材料部分子体系的热力学研究》一文中研究指出笼状开放结构的CoSb_3基方钴(Skutterudite)具有较高的电导率和塞贝克效应(Seebeck effect),是一种性能优良的新型热电材料,受到了人们广泛的关注。由于该类材料的热导率较高,目前研究的热点主要集中于通过加入异类原子来降低热导率,从而提高热电性能。如果在Skutterudite结构中引入重而小的原子(Ce、Yb),使之形成填充型Skutterudite结构,利用填充原子的“扰动效应”形成很大的热声子散射截面,可以有效降低热导率。同时,通过对于框架原子Co或Sb进行取代,如用Fe/Ni取代Co或用Ge取代Sb,形成置换型合金化合物,可以增强点缺陷散射及质量波动散射,显着降低热导率。因此,填充+置换型方钻矿热电材料体系主要包含Ce、 Yb、Co、Ni、 Fe、Sb、Ge等合金组元,本文对其中的部分子体系Ce-Ge、Ni-Yb、Fe-Sb、 Ge-Yb、Co-Fe-Sb、Ce-Fe-Sb进行了相关的热力学相平衡的实验测定和热力学特征参数的优化评估,获得了自洽、合理的热力学参数,为材料的优化设计和工艺控制提供重要的基础数据。首先是相平衡实验测定。为了获得足够的相平衡信息和充分认识填充元素Ce对二元、叁元平衡相图的影响,本文通过对Ce-Ge二元和Ce-Fe-Sb叁元铸态合金的凝固组织、各相的晶体结构及化学成分的实验测定,开展合金的凝固过程分析。结合文献报道的相关实验数据和本文补充测定实验结果,修正了40-60 at.%Ge范围内的Ce-Ge二元系的相平衡关系；首次构建了Ce-Fe-Sb叁元系完整的液相面投影图。通过对Ce-Fe-Sb叁元合金等温热处理的平衡组织、各相的晶体结构及化学成分的实验测定,确定了823K温度下全成分范围内的相平衡关系,构建了等温截面图。其次是热力学特征函数的优化评估和热力学数据库的建立。利用CALPHAD方法,根据体系中各相的晶体结构特点,建立了合理、统一的热力学模型；在文献报道的相平衡及热化学实验数据的基础上,优化评估了相关二元系Ce-Sb、Fe-Sb、Ge-Yb、Ni-Yb和相关叁元系Co-Fe-Sb;在文献报道及本文实验测定的40-60 at.%Ge的Ce-Ge二元系相平衡关系的基础上,优化评估了Ce-Ge二元系；在文献报道及本文实验测定的液相面投影图及等温截面图的基础上,优化评估了Ce-Fe-Sb叁元系；分别获得了(Ce,Yb)-(Co,Fe,Ni)-(Sb,Ge)填充+置换型方钴矿热电材料所包含的部分上述二元系和叁元系的热力学数据,建立了相应的热力学数据库,热力学计算能够很好地再现实验结果。另外,贯穿全文的是CALPHAD方法在分析合金组织和相平衡关系等方面的应用。特别是采用pandat软件中的Scheil-Gulliver模型,通过对典型的Ce-Fe-Sb叁元铸态合金在凝固过程的相组成及相含量的计算,并与相应的实验凝固组织进行对比,证明了凝固过程模拟结果能够很好地解释实验现象,分析合金的组织演变规律,指导实际工作中合金的成分设计。本文关于填充+置换型方钴矿热电材料体系的相平衡、热力学研究结果,对热电材料的成分设计和工艺控制等具有重要的参考作用。(本文来源于《北京科技大学》期刊2016-11-22）
周振兴,侯殿坤,吴兴国,王连军,江莞[7]（2016）在《单填充方钴矿Yb_xCo_4Sb_(12)热电材料的制备及性能研究》一文中研究指出采用熔炼淬火结合长时间退火的方法合成原料粉体,结合放电等离子体烧结(SPS)技术制备单相单原子填充的Yb_xCo_4Sb_(12)块体热电材料,采用X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜FESEM,透射电镜(TEM),热电测试装置(ZEM-3)及激光热导仪等仪器对样品进行表征。实验发现,在较高填充量下(20%~40%),材料在高温时具有高的电导率和塞贝克系数,其高温时具有最高功率因子(>48W/(cm·K~2)),但继续增加填充量(>50%)转变为重掺杂,存在杂质能带,使得杂质电离能减小,掺杂原子的电子不能被充分电离导致电导率及功率因子降低。在方钴矿的晶格空洞中引入镱(Yb)填充原子,能增强晶格声子散射,从而大幅降低方钴矿的晶格热导率。实验证实,Yb_xCo_4Sb_(12)体系的晶格热导显着降低,其室温晶格热导最低达1.8W/(m·K)。与此对应的是单原子填充Yb_xCo_4Sb_(12)方钴矿材料的热电优值(ZT)明显增大,其中Yb_(0.3)CoSb_3的ZT值在850K时达到了1.25。(本文来源于《第十九届全国高技术陶瓷学术年会摘要集》期刊2016-10-11）
刘亚迪[8]（2016）在《p型方钴矿热电材料的高压合成及性能研究》一文中研究指出方钴矿材料作为最具潜力的热电材料之一,一直备受人们关注。但是在努力提高方钴矿材料性能的过程中,p型方钴矿材料的性能却相对落后于其对应的n型材料。而对于一个优秀的热电器件来说,p型和n型分支是同样重要的,它们共同决定了器件的最终性能。因此,本文主要对p型方钴矿材料的热电性能进行研究并试图寻找提高其热电性能的可能途径。采用高压合成方法,通过对FeSb3基填充型方钴矿材料进行Co元素的取代,成功合成了Ce_yFe_(4-x)CoxSb_(12)样品,并对其结构、成分以及热电性能进行了研究。样品为具有Im 3对称性的方钴矿结构。样品中Ce的填充分数随着Co取代量的提高而有所下降。同时,样品空穴浓度也出现了明显的下降,这对样品电阻率的影响更加显着,导致具有最高Co取代量的样品功率因子显着下降。最终Ce_yFe_(4-x)CoxSb_(12)的热电性能随着Co含量的增加而衰退。其中最优的样品Ce0.92Fe_4Sb_(12)在763K获得了最大ZT值0.91。因此在优化Fe基方钴矿材料过程中,将其载流子浓度维持一个较高的水平是至关重要的。采用高压合成方法,通过对CoSb3进行Co位Fe取代,成功合成了富钴p型方钴矿材料Co(4-x)Fex Sb_(12),并对其成分、结构和热电性能进行了研究。样品均为具有Im 3对称性的方钴矿结构,并且其空穴浓度随着Fe取代量的提高而增大。与常压下合成的Fe取代CoSb3样品相比,我们的样品具有更高的功率因子和更低的热导率,这些都得益于高压合成手段。最终样品Co3.2Fe0.8Sb_(12)在823K获得了最大ZT值0.53,这一数值是目前为止通过单元取代获得的富钴p型方钴矿材料所获得的最高ZT值,从样品Co3.2Fe0.8Sb_(12)出发,通过简单的电荷数法,提出了一个元素取代与填充相结合的法则:即填充元素所引入的电子必须被多余的取代原子所引入的空穴所补偿。为今后优化富钴p型方钴矿材料Co(4-x)Fex Sb_(12)提供了基础。通过高压合成手段成功地将富Co的p型方钴矿材料Co4Sb_(12)-xSnx的取代分数提高到原子比3%。达到了之前他人预测的将引起能带共振态产生的取代量。通过对热电性能的测量与研究,成功观察到了塞贝克系数出现的反常增大现象,这可能与预测的能带共振态有关。进一步提高Sn的取代量将有第二相的出现从而使材料的性能下降。最终样品Co4Sb11.6Sn0.4在800K附近获得了最大ZT值0.24,这一数值是目前为止Sn取代CoSb3材料所获得的最高ZT值,比常压下熔融退火方法合成的样品的最高ZT值提高了20%。最后,我们采用德拜模型对双元以及多元填充(总填充分数一定)对晶格热导率的影响进行讨论。元素填充的方钴矿材料中声子共振散射不只是通过简单的振子频谱增宽而增强的。实际上,它依赖于很多因素,例如每一种振子的填充分数以及共振频率。这在我们对于Ce0.92Fe_4Sb_(12)和Ce0.72Ca0.21Fe_4Sb_(12)的研究中得到进一步证实。(本文来源于《燕山大学》期刊2016-05-01）
汪利斌[9]（2015）在《多原子填充型方钴矿CoSb_3热电材料的制备及优化》一文中研究指出热电材料是一种可以将电能和热能实现直接转换的新型能源材料。由于其实际应用不需要使用传动部件,无噪音,对环境无污染,可靠性好,发展前景十分广阔,因此在特殊制冷及光能、废热发电等领域得到广泛应用。在众多热电材料当中,CoSb3基方钴矿热电材料由于具有较高载流子迁移率和合适的带宽,成为众多研究学者比较青睐的热电材料。本论文在高温高压(high temperature and high pressure)制备方法的基础上,配合原子填充和置换等方式,制备了系列不同原子填充型和置换型CoSb3基热电材料,对其XRD图像、SEM电镜、Seebeck系数、电阻率和热导率等进行了测试,并分析了合成压力对其热电性能和显微结构的影响。本次研究结果说明填充和置换配合高温高压制备方法可以显着的提高方钴矿热电材料的热电性能,为将来热电材料的相关探索提供了一些技术手段和发展基础。(本文来源于《长春理工大学》期刊2015-12-01）
张茜[10]（2015）在《CoSb_3基方钴矿热电材料的合成及其性能研究》一文中研究指出热电材料作为一种环境友好而且使用灵活的能源转换材料,近年来被国内外学者广泛关注与研究。以Co Sb3为代表的方钴矿材料作为典型的中温区热电材料,具有良好的应用前景。作为热电材料,Co Sb3具有较高的电导率和Seebeek系数,然而它的热导率比较高,导致了其热电性能并不理想,从而限制了它在热电器件上的应用。研究证明,使用其他原子替代晶格框架原子(Co或Sb)或填充晶格空位可大幅度地降低Co Sb3的晶格热导率,同时提高材料的电输运性能,从而显着改善Co Sb3的热电性能。本论文以Co Sb3基方钴矿化合物为研究对象,进一步探索不同元素进行框架原子替代及本征空隙填充对Co Sb3化合物的热电性能的作用规律。采用第一性原理计算,利用Materials Studio软件包中的CASTEP模块构建Co Sb3以及Co8Sb23Te的晶胞模型并计算了其在零压及高压下的电子结构以及能带结构,然后结合Boltzmann输运理论,研究不同压力下Co8Sb23Te的热电输运性质(电导率与弛豫时间比值,Seebeck系数以及功率因子与弛豫时间的比值)随化学势以及载流子浓度的变化关系。结果表明,Co8Sb23Te的Seebeck系数的极值随压力的增加而显着增加,电导率与弛豫时间比值随压力的增加先降低后提高。在20GPa下功率因子与弛豫时间比值与零压下相比高出一倍。理论计算表明Co8Sb23Te的热电性能可通过适当提高压力来改善。根据理论计算结果,采用高压法合成了单相Te替代Co Sb3化合物,详细调查了不同Te掺杂量对Co Sb3的热电性能的影响。随着Te掺杂量的增加,载流子浓度增大至最佳载流子浓度范围,材料的功率因子明显提高。Co4Sb11.5Te0.5展现了最大功率因子(温度高于650K时,功率因子保持在4000mWm-1K-2),与最佳单元素填充Co Sb3材料相当。由于Te替代Sb引入多余电子,产生电声散射有效降低了材料的热导率,最终获得了较高的热电性能。Co4Sb11.5Te0.5样品的热电优值在883K时达到1.15,堪比目前最佳单元素填充方钴矿的水平。采用上述同样方法合成了Fe与Te双元素替代的样品Co4-xFexSb12-yTey(x=0,0.1,0.2,y=0.5,0.6,0.7),并研究了这些样品的热电性能,进而阐明了不同Fe、Te掺杂量对Co Sb3材料各热电性能产生的影响。结果表明相同电子数的样品中,Fe、Te双掺杂样品电阻率比单Te掺杂样品的电阻率高,但功率因子仍保持在较高的水平。此外Fe元素的引入,增加了材料中的点缺陷(晶格畸变),增强了对声子的散射,材料的热导率进一步降低。Co3.8Fe0.2Sb11.3Te0.7样品的热电优值在883K达到了1.26。采用熔融退火结合放电等离子体烧结技术制备单相的SmyCo4Sb12,并对其结构以及热电性能进行了详细调查。通过Rietveld精修确定了Sm在Co Sb3中的最大填充分数为0.08。由于Sm的填充,样品的功率因子显着提高,同时热导率明显降低,Sm0.6Co4Sb12的热电优值提高至0.8。为了进一步增大Sm的填充分数,使用高压合成技术成功制备了Sm填充Co Sb3化合物,并对其结构、热电性能进行了详细调查。结果表明高压法合成的样品中Sm填充分数提高到0.2,实现了叁价元素填充Co Sb3的最佳填充分数。Sm填充分数为0.2时功率因子在830K时达到最高值5000mWm-1K-2,其晶格热导率在770K左右低至1.33W/m K。最终的热电优值在830K时达到1.17,比常压下制备的最佳样品Sm0.6Co4Sb12的最高热电优值0.8高出45%。与常压制备方法相比,高压合成方法可有效提高元素的填充分数,从而能够进一步优化材料的热电性质。(本文来源于《燕山大学》期刊2015-05-01）
方钴矿类热电材料论文开题报告
（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：
热电器件的界面稳定性是决定其服役可靠性和寿命的关键因素。对于方钴矿热电器件,为了抑制高温电极与方钴矿材料之间的相互扩散,需要在两者之间加入阻挡层。本工作选用Ti_(88)Al_(12)作为阻挡层,利用一步法热压烧结制备n型Yb_(0.3)Co_4Sb_(12)/Ti_(88)Al_(12)/Yb_(0.3)Co_4Sb_(12)和p型CeFe3.85Mn0.15Sb12/Ti_(88)Al_(12)/CeFe3.85Mn0.15Sb12样品,研究Ti_(88)Al_(12)阻挡层与热电材料间的界面接触电阻率及微结构在加速老化实验中的演化规律。结果表明:在相同的老化条件下,n型样品的界面接触电阻率增加速度比p型样品慢,其激活能分别为84.1 k J/mol和68.8 k J/mol。对于n型样品,由元素扩散反应生成的金属间化合物中间层的增长及最终AlCo/TiCoSb层的开裂是导致界面接触电阻率增加的主要原因;而p型热电材料与Ti_(88)Al_(12)的热膨胀系数的差异加速了p型样品中界面裂纹的产生。
（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。
方钴矿类热电材料论文参考文献
[1].包鑫,柏胜强,吴子华,吴汀,顾明.CoSb_3基方钴矿热电材料保护涂层研究进展[J].材料导报.2019
[2].张骐昊,廖锦城,唐云山,顾明,刘睿恒.方钴矿热电材料/Ti_(88)Al_(12)界面稳定性研究[J].无机材料学报.2018
[3].李小波.p型方钴矿热电材料及接头的组织结构与性能[D].哈尔滨工业大学.2018
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标签：热电材料; 方钴矿; 高温防护涂层; 锑化钴(CoSb_3);