7氧化物熱電材料及其研究進展-展示頁
2024-09-19 20:11本頁面
【正文】 的熱電性能。后來研究人員經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在 naco2o4中摻入 ag、ba、 la 等重金屬后，能使 naco2o4 的 seebeck 系數(shù)和電導(dǎo)率顯著增加。 naco2o4 一層由無規(guī)則排列的 na+所占據(jù)，另一層由 coo2成三角格子結(jié)構(gòu)排列，這樣的結(jié)構(gòu)使其在 c 軸方向上呈現(xiàn)高度的二維特性， na+增大了原子排列的無序度，從而使聲子散射增強，熱導(dǎo)率降低。氧化物熱電材料種類繁多，按照組成結(jié)構(gòu)分類可分為層狀鈷化物和非層狀鈷化物。然而這些熱電材料在高溫下不穩(wěn)定、易被氧化、原料 te 等豐度低成本高，所以這些材料在實際應(yīng)用時受到極大限制。高性能的熱電材料必須同時具備高seebeck系數(shù)、高電導(dǎo)率和低熱導(dǎo)率等特性。這種材料在實現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換的過程中無噪聲、無污染，而且使用壽命長、性能可靠，在能源行業(yè)有望得到廣泛應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：功能材料；氧化物熱電材料；層狀鈷化物； 熱電材料是利用熱電效應(yīng)實現(xiàn)熱能和電能互相轉(zhuǎn)換的新型功能材料。介紹了氧化物熱電材料的特點、評價指標及分類。 第 1 頁 共 13 頁 氧化物熱電材料及其研究進展 《材料科學進展》 姓名：班級：學號：課程論文 葉時遷材研 1505班 1049721500095 氧化物熱電材料及其研究進展 摘要。氧化物熱電材料相比傳統(tǒng)半導(dǎo)體熱電材料有著獨特的優(yōu)勢，是一種潛在的功能材料。以層狀鈷化物和非層狀鈷化物為例詳細介紹了氧化物熱電材料研究進展，指出了存在的問題并提出了解決方案，對氧化物熱電材料發(fā)展前景做了展望。熱電效應(yīng)主要有三種，包括 seebeck 效應(yīng)、 peltier效應(yīng)和 thomson效應(yīng)，利用材料的 seebeck效應(yīng)可實現(xiàn)工業(yè)廢熱、體熱、地熱等一切熱能轉(zhuǎn)換成電能，而利用材料的 peltier 效應(yīng)可實現(xiàn)熱電制冷 [1]。熱電材料的轉(zhuǎn)換效率通常采用無量綱值 zt=ts2σ/λ 來衡量，其中 z 是熱電優(yōu) 值系數(shù)， t是絕對溫度， s 為 seebeck 系數(shù)，σ 為電導(dǎo)率， λ 為熱導(dǎo)率。目前，熱電材料的 第 2 頁 共 13 頁 研究主要集中在半導(dǎo)體領(lǐng)域 [2]，如填充式 skutterudites 型合金、 halfheusler金屬間化合物、低熱導(dǎo)的 clathrates型合金、硫族化合物、納米半導(dǎo)體合金等。而氧化物熱電材料因其高溫結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、合成工藝簡單、安全可靠、制備原料儲 量豐富，是一種潛在的高性能材料。 1層狀鈷化物熱電材料 20 世紀 90 年代中后期，日本學者 terasaki[3]首次發(fā)現(xiàn)naco2o4 在室溫下是一種性能優(yōu)良的熱電材料。所以該材料熱電 性能優(yōu)異，但是其也有致命的缺陷，即易潮解且高溫時na+易揮發(fā)。 歷英等 [4]采用固相反應(yīng)法和 solgel 法制備了純度較高的naco2o4，研究發(fā)現(xiàn)用 solgel 第 3 頁 共 13 頁 1 法比固相反應(yīng)法制備的試樣晶粒尺寸小。 li等 [5]研究了摻 ag+對 熱電性能的影響，發(fā)現(xiàn)隨著 ag+摻雜量的增加材料的電阻率、熱導(dǎo)率、功率因數(shù)均增加。m 1 takjangyeul 等 [6]研究了 合成條件的優(yōu)化。 [7]利用火花等離子體變形技術(shù)（ spt）制備了致密的空位摻雜熱電材料 [ca2coo3] 研究發(fā)現(xiàn)利用 第 4 頁 共 13 頁 spt技術(shù)制備的樣品，其功率因子為 450 mwk 2600℃ ，比利用 sps技術(shù)制備的樣品高出 30％，是傳統(tǒng)燒結(jié)法制備樣品的 8倍。另外，因為c
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