导读:本文包含了铋碲基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:玻璃化转变,玻璃形成能力,晶化动力学,碲基半导体
铋碲基热电材料论文文献综述
张亚奇[1]（2017）在《玻璃态窄带隙碲基热电材料的制备与性能研究》一文中研究指出随着化石能源的日益枯竭,全球范围内环境污染和能源短缺所带来的问题和冲突日益严峻。因此致力于寻找新型的清洁安全能源、提高废热的回收再利用成为当前的主要问题。热电材料作为一种能够实现电能和热能相互转换的新型清洁能源材料,近来受到各国科研工作者们的重点关注。研究表明材料的低维化、纳米化能够有效地降低热电材料的热导率进而提高其热电性能。这预示着具有无序结构特征的玻璃态有可能为制备新型高性能的热电材料提供新的思路。近年来,碲基玻璃因其强的金属性以及大的原子量呈现出极低的热导率、高Seebeck系数以及可调控的高电导率成为目前玻璃态热电材料的最佳研究对象。但目前开发的Ge-Te基和As-Te基等玻璃体系,在室温附近的电性能非常小,中温时易发生相变,热稳定性较差,且多数含有具有较高毒性,在一定程度上限制了其实际的应用。相比之下,具有更广泛应用价值和前景的热电材料属于窄带隙碲基半导体。然而对于窄带隙碲基热电材料非晶形成能力很弱,很难制备出纯的玻璃态化合物。因此,如何实现窄带隙热电材料的玻璃化是制约其发展的主要科学问题。本文针对窄带隙碲基合金提出开展玻璃转变与玻璃态热电性能的实验研究,探索制备高性能玻璃态碲基热电材料的新途径。研究思路是:提出从热力学角度出发选择具有低熔化熵的碲化物作为合金组成,在动力学上构建形成具有深共晶温度的二元体系,实现在降低晶化热力学驱动力的同时提高液体中晶化所需的原子重排的难度,然后利用熔体甩带技术控制冷却速率来制备多组元碲基窄带隙非晶半导体材料,从而实现窄带隙碲基的非晶化。主要包括以下内容:基于热力学和动力学的综合考虑这一思路,成功设计制备出了新型Ga2Te3-SnTe碲基非晶体系,利用X射线衍射分析了不同组分的非晶含量,用DSC分析了热力学特征参量,综合考察了共晶体系的组成、熔化熵、共晶点温度等对非晶形成的影响。阐明这些共晶体系中的玻璃形成规律,并确定了体系的玻璃形成区间以及最佳玻璃形成组分点。这一新体系的发现,不仅拓宽了碲基非晶半导体的研究范围,而且为热电材料的发展提供了更多的选择。采用熔体旋甩结合放电等离子烧结(SPS)技术,通过对烧结工艺参数调整优化,制备得到了高度致密化的完全非晶块体材料。利用热电性能测试仪对获得的块体样品的热导率、电导率、Seebeck系数等热电参数进行了测试和分析。利用DSC技术采用多种晶化动力学方程对(Ga2Te3)x(SnTe)100-x(x=32,34,36mol%)样品进行了非等温晶化动力学研究,确定了样品的晶化动力学参数,如晶化激活能、Avrami指数。阐明了该非晶体系的热稳定性、晶化机制及析出相成分。为高性能热电微晶玻璃复合材料的制备提供了重要的理论和实验依据。研究了淬火玻璃态、退火态与同组成铸态材料的结构与热电性能的关系,阐明了热电性能随晶化程度的变化规律以及不同晶化程度的样品随温度的变化关系,明确了各热电参数对结构的依赖关系。本文的研究将为理解窄带隙碲基合金的玻璃化转变、开发具有高热电性能与高热稳定性的玻璃态热电材料提供实验与理论依据。(本文来源于《燕山大学》期刊2017-05-01）
龚宏祥[2]（2016）在《共晶体系玻璃形成和非晶碲基热电材料合成的研究》一文中研究指出热电材料作为一种能将热电相互转换的新型能量转换材料,因当前全球范围内能源短缺和环境污染的日益严峻,成为国内外学者广泛关注和研究的热点。但是,传统的晶态热电材料较高的热导率限制了其热电性能的进一步提高和热电器件的广泛应用,而非晶态材料却拥有相对于晶态材料极低的热导率,从而有望获得相对于传统晶态热电材料更高的热电性能。本文以非晶态Te基热电材料为研究对象,来探索非晶态Te基热电材料的玻璃形成能力和其热电性能改善的规律。然而,通常的碲基热电材料玻璃形成能力很弱,我们的学术思想是采用多组元的方式,通过提高体系的复杂性来制备该类材料的非晶合金。选择多组元思路参照以往关于玻璃形成的经验,即建立共晶体系。首先,我们从动力学方面探讨了二元共晶体系玻璃形成区间通常偏离共晶成分点的现象。为便于研究,我们选择小分子二元共晶体系作为研究对象,包括如methyl-o-toluate和methyl-p-toluate共晶体系。利用介电弛豫测量了多种二元小分子体系的动力学行为,发现液体强弱性参数随组分变化表现均出负偏离特征,且偏离程度最大的位置在共晶成分点附近,但偏离共晶点。结合共晶成分点附近共晶体系具有较低的液相线温度,可以预计具有高的粘度的组分会出现在共晶点附近,即最佳玻璃形成区偏离共晶点。这样就从动力学上解释了共晶体系中最佳玻璃形成组成区间偏离共晶点(off-eutectics)的现象。上述研究结果为确定共晶体系中的玻璃形成最佳组成区间提供了参考,因此,进而被应用于类二元共晶体系中窄带隙碲基合金非晶化的研究中。两类碲化物被选择构建类二元共晶体系。一类是:Bi_2Te_3、Sb_2Te_3、In_2Te_3与Ga_2Te_3,另一类是:Cu_2Te、Ag_2Te、SnTe与PbTe开展研究。采用真空熔炼、熔融甩带来制备碲基合金条带,通过X射线衍射、DSC等手段检验玻璃形成。对比研究发现,Bi_2Te_3-Sb_2Te_3固溶体体系在该实验条件下不能形成非晶;Cu_2Te(Ag_2Te)-SnTe(PbTe)共晶体系也没有玻璃形成。相比之下,在In_2Te_3-SnTe(PbTe)体系中均出现部分非晶,非晶含量最大组分在65mol%In_2Te_3附近。进而,Ga_2Te_3-SnTe(PbTe)体系中成功制备出完全的非晶态。最佳玻璃形成区在32-34mol%Ga_2Te_3上,玻璃转变温度为210℃,过冷液区宽度为47℃。分析发现,(1)相图中固溶体的出现不利于非晶的形成;(2)碲基类二元共晶体系中正混合热体系(如Cu_2Te-PbTe)中玻璃形成能力远远低于具有负混合热体系(如Ga_2Te_3-SnTe)。采用放电等离子烧结技术(SPS),制备了(SnTe)_(68)(Ga_2Te_3)_(32)玻璃态块体材料并进行热导率测量,发现非晶态热导率明显低于晶态热导率,且达到目前报道的极低热导率。(本文来源于《燕山大学》期刊2016-12-01）
刘以泉[3]（2006）在《铅碲基热电材料的溶剂热合成及电学输运性能》一文中研究指出热电材料是一种能够实现热能和电能直接相互转换的功能材料,在温差发电和热电制冷等领域具有重要的应用价值和广泛的应用前景。PbTe基化合物是目前中温附近应用的最好的热电材料之一,据报导其最高无量纲热电优值ZT高达2.2。制备纳米和低维的热电材料有助于提高材料的热电性能。 本文采用溶剂热/水热以及低温湿化学等合成方法,以Pb(CH_3COO)_2·3H_2O和Te粉等为反应前驱体,合成了纯PbTe粉末以及Ag、Sb掺杂PbTe基粉末。应用XRD、TEM、SEM等手段对合成粉末进行了物相成分和微观形貌分析,并具体研究和讨论了纯PbTe粉末合成过程中的化学反应机理以及Ag、Sb掺杂PbTe基粉末的掺杂机制。最后采用真空热压和电火花瞬间等离子烧结技术,对部分PbTe基粉末进行烧结,并测试了其电学输运性能。本文主要取得以下研究结果: 1.以Pb(CH_3COO)_2·3H_2O和Te粉为反应物,NaBH_4为还原剂,NaOH为碱性调节剂,以乙醇、丙酮、乙二醇、乙二胺、NN-二甲基甲酰胺(DMF)以及去离子水为溶剂采用溶剂热(水热)法制备了纯PbTe粉末,并研究了各种反应条件的改变对产物物相和微观形貌的影响。研究表明,相对于溶剂热法,水热法需要更高的反应温度才能合成纯PbTe产物,即水热法比溶剂热法更难于合成PbTe相。在溶剂热法中,乙二胺和DMF溶剂合成出的PbTe颗粒为近立方体状,且DMF溶剂合成的PbTe颗粒尺寸更小,大小相对均匀。此外,溶剂热法中提高反应物的浓度将导致产物不纯,若进一步提高反应的温度和延长反应时间将得到较纯的PbTe产物。 2.采用敞开体系低温湿化学法合成出纳米级别的PbTe粉末。我们以去离子水为溶剂,采用了两步加料方式,而非溶剂热法和水热法的一步加料方式,即先将Te单质还原为Te_(a+1)~(2-),胶体再加入Pb~(2+)离子进行的反应。实验证明,两步加料法是必要的,一步加料将难以合成PbTe相。虽然70℃合成的产物含有杂质相Te单质,但这却是已报导合成PbTe相的最低温度。在本实验中当反应温度提高到100℃时,即有平均颗粒尺寸为20nm的纯PbTe相生成。 3.在溶剂热和水热法合成PbTe粉末的反应过程中,我们认为存在原子反应和离子反应两种反应机制,而敞开体系低温湿化学法合成PbTe粉末的反应只存在离子反应机制。原子反应需要较高的温度才能合成纯PbTe相,而离子反应只需要相对较低的温度即可生成纯PbTe相。故溶剂热和水热法需要较高的反应温度,导致PbTe晶粒长大明显,最终生成较大的PbTe颗粒。而低温湿化学法相对较低的反应温度抑制了晶粒长大,可生成纳米小颗粒。无论是溶剂热法、水热法还是低温湿化学法,反应都在本文所设计的(本文来源于《浙江大学》期刊2006-05-01）
铋碲基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：
热电材料作为一种能将热电相互转换的新型能量转换材料,因当前全球范围内能源短缺和环境污染的日益严峻,成为国内外学者广泛关注和研究的热点。但是,传统的晶态热电材料较高的热导率限制了其热电性能的进一步提高和热电器件的广泛应用,而非晶态材料却拥有相对于晶态材料极低的热导率,从而有望获得相对于传统晶态热电材料更高的热电性能。本文以非晶态Te基热电材料为研究对象,来探索非晶态Te基热电材料的玻璃形成能力和其热电性能改善的规律。然而,通常的碲基热电材料玻璃形成能力很弱,我们的学术思想是采用多组元的方式,通过提高体系的复杂性来制备该类材料的非晶合金。选择多组元思路参照以往关于玻璃形成的经验,即建立共晶体系。首先,我们从动力学方面探讨了二元共晶体系玻璃形成区间通常偏离共晶成分点的现象。为便于研究,我们选择小分子二元共晶体系作为研究对象,包括如methyl-o-toluate和methyl-p-toluate共晶体系。利用介电弛豫测量了多种二元小分子体系的动力学行为,发现液体强弱性参数随组分变化表现均出负偏离特征,且偏离程度最大的位置在共晶成分点附近,但偏离共晶点。结合共晶成分点附近共晶体系具有较低的液相线温度,可以预计具有高的粘度的组分会出现在共晶点附近,即最佳玻璃形成区偏离共晶点。这样就从动力学上解释了共晶体系中最佳玻璃形成组成区间偏离共晶点(off-eutectics)的现象。上述研究结果为确定共晶体系中的玻璃形成最佳组成区间提供了参考,因此,进而被应用于类二元共晶体系中窄带隙碲基合金非晶化的研究中。两类碲化物被选择构建类二元共晶体系。一类是:Bi_2Te_3、Sb_2Te_3、In_2Te_3与Ga_2Te_3,另一类是:Cu_2Te、Ag_2Te、SnTe与PbTe开展研究。采用真空熔炼、熔融甩带来制备碲基合金条带,通过X射线衍射、DSC等手段检验玻璃形成。对比研究发现,Bi_2Te_3-Sb_2Te_3固溶体体系在该实验条件下不能形成非晶;Cu_2Te(Ag_2Te)-SnTe(PbTe)共晶体系也没有玻璃形成。相比之下,在In_2Te_3-SnTe(PbTe)体系中均出现部分非晶,非晶含量最大组分在65mol%In_2Te_3附近。进而,Ga_2Te_3-SnTe(PbTe)体系中成功制备出完全的非晶态。最佳玻璃形成区在32-34mol%Ga_2Te_3上,玻璃转变温度为210℃,过冷液区宽度为47℃。分析发现,(1)相图中固溶体的出现不利于非晶的形成;(2)碲基类二元共晶体系中正混合热体系(如Cu_2Te-PbTe)中玻璃形成能力远远低于具有负混合热体系(如Ga_2Te_3-SnTe)。采用放电等离子烧结技术(SPS),制备了(SnTe)_(68)(Ga_2Te_3)_(32)玻璃态块体材料并进行热导率测量,发现非晶态热导率明显低于晶态热导率,且达到目前报道的极低热导率。
（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。
铋碲基热电材料论文参考文献
[1].张亚奇.玻璃态窄带隙碲基热电材料的制备与性能研究[D].燕山大学.2017
[2].龚宏祥.共晶体系玻璃形成和非晶碲基热电材料合成的研究[D].燕山大学.2016
[3].刘以泉.铅碲基热电材料的溶剂热合成及电学输运性能[D].浙江大学.2006