【正文】 清梅 .[J].稀有金屬材料與工程 ,2021,33(3):330332. [16]Pierrat P,Dauscher A,Lenoir R,etal. Effect of clustering on the mechanical properties of SiC particulatereinforced aluminum alloy 2024 metal matrix posites [J].J of Materials Science,1997,32(14):36533657. [17]Yang J Y,Aizawa T,Yamamoto A,et al. Effects of interface layer on thermoelectric properties of a pn junction prepared via the BMAHP method [J].Journal of Alloys and Compounds,2021,312:326330. [18]Yang J Y,Aizawa T,Yamamoto A,et al. Fabrication and thermoelectric properties of ptype pounds by ingot extrusion [J].Materials Science and 29 Engineering,2021,B85:3437. [19]Yang J,Aizawa T,Yamamoto al. hermoelectric properties of Tl BiTe [J].Journal of Alloys and Compounds,2021,309:225228. [20] Hong S J,Chun B S. microstructure and thermoelectric properties of ptype pounds farbicated by hot pressing and hot extrusion [J].Materials Science and Engineering,2021,A356:345351. [21]Hong S J,Lee S H,Chun B S. Annealing effect on betarelaxation in a Labased bulk metallic glass [J].Materials Science and Engineering,2021,B98:232238. [22]Seo J,Park K,Lee D,et al. Effect of extrusion temperature and dopanton thermoelectric properties for hotextruded ptype Tedoped and ntype SbI3doped [J].Materials Science and Engineering,1997,B49:247250. [23] Yamanaka S,Kosuga A,Kurosaki K. JNCS2021 Annealing effect on betarelaxation in a Labased bulk metallic glass [J].Journal of Alloys and Compounds,2021,352:275278. [24]Yang L, Wu J S, Zhang L T. Synthesis of filled skutterudite pound by spark plasma sintering and effect of porosity on thermoelectric properties [J]. Journal of Alloys and Compounds, 2021, 364:8388. [25]劉宏 , 王繼揚(yáng) .塊體 Bi2Te3 基熱電材料性能優(yōu)化及最新進(jìn)展 [J]. 功能材料 ,2021,31(2):116118. 。 （ 4）通過(guò)顯微組織觀察發(fā)現(xiàn)材料的組織明顯得到細(xì)化，必然會(huì)導(dǎo)致其熱導(dǎo)率的下降，從而改善最終的 ZT 值。 從而我們推測(cè)，通過(guò)熔體處理來(lái)改變材料組織以達(dá)到提高熱電性能是一條具有普適性的途徑。測(cè)量結(jié)果如圖所示： 由圖易知試樣 B 的電阻率遠(yuǎn)低于試樣 A 的，而試樣 B 的 Seebeck 系數(shù)基本與 A相差不大。上文已介紹了特征參數(shù)的確定方法，不再贅述。本節(jié)對(duì)于 ，由于兩者共同作用， B 熔體的生長(zhǎng)速度基本不變。不僅如此，液相中存在著大量的原子團(tuán)簇，其統(tǒng)計(jì)平均尺寸 r0∝ ΔT，即過(guò)冷度 ΔT越大（溫度越低）， r0越大。根據(jù) Kurz 的理論，凝固過(guò)程分為形核主導(dǎo)階段與生長(zhǎng)主導(dǎo)階段，在凝固初期以形核為主導(dǎo)，故而 dT/dtt 曲線第一峰的高度反映出形核主導(dǎo)階段的潛熱釋放速度，從而反映出試樣 B 在形核主導(dǎo)階段形核率 I 的增大。因此 F 的大小反映出被測(cè)試樣的擇優(yōu)取向程度， F 越大，其擇優(yōu)取向程度就越大。 綜上所述，結(jié)合電阻率 溫度曲線的異常變化我們推測(cè)， Bi2（ SexTe（ 1x） ） 3 合金熔體中存在著部分原有的晶體結(jié)構(gòu)，而這種類固短程有序團(tuán)簇處于亞穩(wěn)態(tài)，隨著溫度的升高其原子的動(dòng)能也逐漸升高，當(dāng)動(dòng)能達(dá)到一定值的時(shí)候便可以克服能壘，從而原有的短程有序團(tuán)簇被打破，形成新的有序團(tuán)簇。cm)Te m per atur e (℃)803. 1 ℃912. 5 ℃16 表 熔體在升溫過(guò)程中電阻率異常變化溫度點(diǎn) 合金 開始轉(zhuǎn)變溫度（單位 ℃ ） 結(jié)束轉(zhuǎn)變溫度（單位 ℃ ） 結(jié)果分析 熔化時(shí)的體積變化以及焓變都比汽化過(guò)程小，這說(shuō)明熔化時(shí)原子內(nèi)部結(jié)合鍵沒有完全破壞，研究表明在高于液相線的一定溫度范圍內(nèi)，熔體中仍然存在著類似于晶體結(jié)構(gòu)的化學(xué)短程序。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 +.%KI+.%Bi, +.%KI 的熔體電阻率 溫度曲線分別如下圖。 測(cè)量 將做好的試樣放入儀器中測(cè)量 注意事項(xiàng) （ 1）將試樣裝在底座后要檢驗(yàn)各線路是否是通路狀態(tài)，以免有接觸不良的線路。本實(shí)驗(yàn)的原理為溫差法測(cè) Seebeck 系數(shù)。并分別在 T T2以上一個(gè)合適的溫度保溫一段時(shí)間，保證有充裕的時(shí)間將試樣取出來(lái)。 11 凝固試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)裝置 圖 凝固試驗(yàn)裝置示意圖 實(shí)驗(yàn)原理 根據(jù)理論可知熔體的電阻率與熔體結(jié)構(gòu)成正相關(guān)，所以可以根據(jù)電阻率試驗(yàn)的結(jié)果分析是否發(fā)生了熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，并確定轉(zhuǎn)變前的溫度區(qū)間。設(shè)計(jì)樣品池長(zhǎng)度時(shí)需考慮到均溫區(qū)的大小。提前把樣杯預(yù)熱，熔煉結(jié)束后澆注至樣杯，并迅速將樣杯放回陶瓷管，最后用橡膠塞密封陶瓷管兩端，通入高純 Ar 氣（ 5N）。 本文主要研究?jī)?nèi)容如下： （ 1）選取 Bi2Te ，對(duì) Bi2Te %Bi 和%KI，對(duì) %KI。熔體熱處理的方法大體分為三類：過(guò)熱處理、熱速處理和熱時(shí)處理。如下圖所示： 圖 兩種不同的 Bi2Se3Bi2Te3贗二元相圖 熔體結(jié)構(gòu)及熱處理 一般金屬材料在制備時(shí)都要經(jīng)過(guò)熔融、凝固的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程是一個(gè)連續(xù)復(fù)雜的溫度、濃度的變化過(guò)程，不同的條件會(huì)使材料最終的凝固組織和內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，進(jìn)而對(duì)材料性能產(chǎn)生影響。 6 BiTe基熱電材料 Bi2Te3基熱電材料是室溫下 Z 值最高的半導(dǎo)體熱電材料，也是目前研究最全面、發(fā)展最成熟的熱電材料。于是珀耳帖做了如圖 所示的閉合回路實(shí)驗(yàn)。而對(duì)于熔體狀態(tài)對(duì)熱電性能的影響研究較少，因此探究如何通過(guò)改變熱電材料的熔體狀態(tài)來(lái)提高材料的熱電性能具有很大的發(fā)展前景，且對(duì)提高熱電性能具有重要意義。熱電效應(yīng)早在上個(gè)世紀(jì) 50~60 年代就受到了關(guān)注，但是由于其制冷效率低于氟利昂壓縮機(jī)，發(fā)電效率又低于傳統(tǒng)熱機(jī)，導(dǎo)致了熱電的研究一直不被人們重視。 Solidification Structure。 畢業(yè)論文 院系名稱 材料科學(xué)與工程 2021 年 6 月 7 日 論文題目 熔體狀態(tài)對(duì) BiTeSe 系熱電材料組織與性能的影響 學(xué)生姓名 張宗委 學(xué) 號(hào) 2021211052 專業(yè)班級(jí) 材料成型 3 班 指導(dǎo)教師 祖方遒，朱彬 目錄 中文摘要 ........................................................................................................................ 1 英文摘要 ........................................................................................................................ 2 1 緒論 .......................................................................................................................... 3 引言 ..................................................................................................................... 3 熱電材料 ............................................................................................................. 3 熱電效應(yīng) ...................................................................................................... 4 熱電優(yōu)值 ...................................................................................................... 5 BiTe 基熱電材料 ................................................................................................. 6 Bi2Te3基熱電材料的結(jié)構(gòu)特征 .................................................................... 6 n 型 Bi2(Te,Se)3材料的制備 ........................................................................ 6 熔體結(jié)構(gòu)及熱處理 ............................................................................................. 7 液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)與研究方法 ...................................................................... 7 熔體熱處理 .................................................................................................. 8 主要研究?jī)?nèi)容 ..................................................................................................... 8 2 試驗(yàn)方法 .................................................................................................................. 9 電阻率的測(cè)量 ..................................................................................................... 9 凝固試驗(yàn) ........................................................................................................... 11 實(shí)驗(yàn)裝置 .