FeNiCo-CuNiAl热电偶合金特性研究

FeNiCo-CuNiAl报警热电偶合金是一种非IEC标准的特殊热电偶合金，本文简要介绍了该热电偶合金的化学成分、热电性能和允差确定，对热电性能的影响因素及机理进行了系统的分析。     

基于塞贝克效应的半导体气敏传感器的研制

利用塞贝克效应研制成功ZnO半导体气敏传感器。这种新型传感器能够输出0-100mV的直流电压,对于信号的放大与处理将十分方便。在实验中对20×10-6NO2气体进行检测,结果表明:传感器的输出电压(温差电动势),随着待测气体浓度而变化。因此,利用温差电效应制作气敏传感器是一条完全可行的新思路。     

ZnO薄膜的塞贝克效应

采用直流反应磁控溅射方法在玻璃基底上成功地沉积了C轴取向性能良好的ZnO薄膜.本文研究了C轴取向性良好的ZnO薄膜在光学方面的一些性质以及ZnO薄膜的塞贝克效应,并从理论上进行了分析.     

热电材料塞贝克系数测试影响因素研究

为提高热电材料塞贝克系数的测试准确度,以康铜合金、钴酸钙、碲化铅、氧化锌等典型块体热电材料为测试对象进行一系列测试,研究测温热电偶的塞贝克效应、温差设置、数据处理方式对塞贝克系数测试的影响。结果表明:热电偶的塞贝克效应对Seebeck系数测试准确度的影响是显著的;样品两端温差设置在5~20℃之间,直线拟合方式采用不过原点拟合,可以使Seebeck系数测试结果的准确度得到大幅提高。     

温差发电的热力过程研究及材料的塞贝克系数测定

建立了半导体温差发电器件的基本模型；从稳态的热传导方程出发，对发电器件进行了热力学分析，推导出P型和N型半导体内部的温度分布函数及输出功率和发电效率的表达式；测定了一种Bi-Te-Sb-Se半导体热电材料在低温下的塞贝克系数随温度的变化关系，绘制了曲线并进行数值拟合；结果表明，该种半导体热电材料在低温下性能不佳，需改进配方或生产工艺方可使用。     

Ⅰ掺杂提高铅固溶立方相AgBiSe2热电性能

热电材料可以实现温差和电能的相互转换,因而近年来备受关注。本工作利用高温固相反应制备Ag_1-x/2Bi_1-x/2Pb_xSe₂(x=0,0.2,0.25,0.3)多晶料,并借助放电等离子烧结成型得到致密样品。X射线衍射分析结果表明：在室温条件下,Pb固溶可导致AgBiSe₂由六方相转变为立方相。Pb元素的引入还可以降低材料的晶格热导率,有利于提高材料的热电性能。由于Ag_0.875Bi_0.875Pb_0.25Se₂兼具较低的晶格热导率和较高的热电优值(ZT),通过Ⅰ掺杂可进一步优化其电输运性能,进而提高材料的热电性能。Ag_0.875Bi_0.875Pb_0.25Se_1.97I_0.03在773 K时的热电优值约为0.72,接近未掺杂AgBiSe₂热电优值的两倍。     

基于热电模块实验的低温下塞贝克系数的测量

利用热电发电器（TEG）进行温差发电是LNG冷能利用的方式之一,而目前低温下热电材料塞贝克系数（α）研究的缺失给低温TEG的设计带来了障碍。因此,本文提出一种通过TEG模块的实验得到低温下该模块所用热电材料α的测量方法,并测试了热电材料Bi2Te3在90~180 K温度范围内的α。结果表明：Bi2Te3在低温下的α随温度的降低而减小,温度从180 K降至90 K,塞贝克系数从124.6 μV/K降至49.3 μV/K,且与温度成二次函数关系。     

退火温度对Bi0.5Sb1.5Te3薄膜的微结构及热电性能的影响

采用瞬间蒸发技术沉积了厚度为800 nm的P型Bi0.5Sb1.5Te3热电薄膜,并在373 K-573 K进行1小时的真空退火处理.利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能量散射谱(EDS)分别对薄膜的物相结构、表面形貌以及化学计量比进行表征.研究了退火温度对Bi0.5Sb1.5Te3薄膜的电...     

热电材料塞贝克系数测试影响因素的研究

为提高热电材料塞贝克系数的测试准确度,主要以康铜合金和钴酸钙为测试对象进行了一系列测试,其中以典型的碲化铋、方钴矿、硒化铅块体热电材料为辅助研究对象,具体研究测温热电偶的塞贝克效应、温差设置、数据处理方式对塞贝克系数测试结果的影响。结果表明:热电偶的塞贝克效应对Seebeck系数测试准确度的影响是显著的;样品两端温差设为10K以上,多组温差间的梯度设为3K以上,直线拟合方式采用不过原点拟合,可以使Seebeck系数测试结果的准确度得到很大提高。     

Si含量对反应烧结SiC陶瓷热电性能的影响

采用可控溶渗反应烧结法制备了致密SiC陶瓷，研究了不同Si含量对反应烧结SiC陶瓷热电性能的影响。经研究发现，反应烧结SiC陶瓷中Si的存在使SiC陶瓷的电阻率急剧下降，大大改善了SiC陶瓷的电学性能；同时Si也改变了SiC陶瓷塞贝克系数随温度的变化趋势，即没有添加Si元素的SiC陶瓷的塞贝克系数随温度的升高逐渐增大，而添加Si元素的SiC陶瓷的塞贝克系数随温度的升高逐渐减小；总的来看，随着Si含量的增加，SiC陶瓷的塞贝克系数扣电导率不断增大，因此Sic陶瓷的功率因子不断提高，而且随着温度的升高，Si含量对SiC陶瓷热电优值的影响越来越明显，当含量为15％时，材料的热电优值是SiC烧结体的30倍。     

热电材料塞贝克系数测试仪研制

为避免热电材料在高温测试过程中被氧化,基于塞贝克效应(Seebeck effect)设计一种在真空高温环境下测试热电材料Seebeck系数的新型装置。装置主要包括真空系统、样品支架系统和控制总成3部分。该新型装置成本低廉,易于操作,其应用不但可以有效防止高温环境中样品测试的氧化现象,而且可以在高温真空环境下准确、快速地测量样品的Seebeck系数。     

N型Skutterudite化合物BayCo4Sb12的合成及热电性能

用两步固相反应法合成了单相Ba填充式skutterudite化合物BayCo4Sb12.研究了Ba对skutterudite化合物热电性能的影响与CoSb3比较电导率大幅度提高了将近20倍,并且随Ba填充分数的增加电导率增大;塞贝克Seebeck系数较CoSb3有小幅度的下降,但在中高温区域却有一定程度的提高,并且随着Ba填充分数的增加而下降;晶格热导率明显下降;对Ba填充量为0.3的Ba0.3Co4Sb12化合物得到的最大热电性能指数ZT达到0.91.     

热电材料塞贝克系数的不确定度评定

热电材料是一类可以将热能和电能直接相互转化的新型功能材料。塞贝克系数作为评价热电材料性能的重要参数,其准确测量尤为关键。基于准确测量方法,建立了塞贝克系数的溯源路径,研究了塞贝克系数测量仪器的溯源性,验证了测量方法的准确性,以P型碲化铋Bi2Te3块体热电材料作为测量对象进行了测量不确定度评定,其相对扩展不确定度为0.46%～2.52%(k=2)。     

电化学沉积Bi_2Te_3薄膜及其发电器件的制备

通过控制不同梯度的电流密度和电沉积时间,利用电化学方法在铜片上沉积Bi/Te薄膜,经不同温度退火处理后生成Bi2Te3;采用SEM(带EDS)和XRD对薄膜的形貌、成分进行分析,研究了电流密度和电沉积时间对晶粒成长的影响,并对用Bi2Te3薄膜制成发电器件的性能进行了研究。结果表明:电流密度越大,Bi2Te3晶粒尺寸越小;电沉积的时间越长,Bi2Te3薄膜越均匀;退火过程中350℃结晶效果最好;退火后可以形成多晶薄膜,颗粒致密均匀,具有一定择优取向性,还可以提高Seebeck系数,达到-123μV/K;对比传统块状粒子发电,电化学沉积制备的Bi2Te3薄膜发电器件更具有优势。     

锰硅化合物的制备及塞贝克效应

过渡金属高锰硅化合物MnSi1.7作为半导体和难熔金属硅化物,具有热电应用的前景.尽管对Mn-Si1.7热电材料的研究已进行多年,但若要实现商业化应用,在制备和性能优化等方面还有很多问题需要解决.本文利用高温烧结的方法,在氮气氛保护下成功地制备出了锰硅块材化合物,研究了样品中所含的相结构及其所占比例(特别是MnSi1.7相)与烧结温度、保温时间的关系及它们对热电性能的影响.实验发现,Mn-Si1.7相所占的比例随着烧结温度的升高和保温时间的增加而增加,但材料的塞贝克系数在增大到某一饱和值后就不再增加了.     

Bi2-xSbxTe3温差电材料薄膜的电化学制备、表征及性能研究

采用电化学控电位沉积的方法制备了Bi2-xSbxTe3温差电材料薄膜.通过ESEM、XPS、XRD、EDS等方法对电沉积薄膜的形貌、结构和组成进行了研究,并测试了在不同电位下制备的Bi2-xSbxTe3薄膜的温差电性能.研究结果表明,在含有Bi3+、HTeO+2和SbO+的溶液中,采用控电位沉积模式,可实现铋、锑、碲三元共沉积,生成锑掺杂的Bi2Te3化合物Bi2-xSbxTe3.通过调节沉积电位,可控制电沉积Bi2-xSbxTe3薄膜的掺杂浓度,从而影响材料的温差电性能.控制沉积电位为-0.5V条件下制备的温差电材料薄膜的塞贝克系数最大,为213μV·K-1,其组成为Bio.5Sb1.5Te3.随着沉积电位的负移,电沉积出的Bi2-xSbxTe3薄膜的结晶状态将逐渐由等轴晶转变为树枝晶.研究证明,电沉积方法可以制备出性能优异的薄膜温差电材料.     

纳米金属结合有机分子可用于发电

加里弗尼亚大学的研究人员发现，当有机分子被纳米金属颗粒裹于其间时，利用热即可产生电流。纳米颗粒布局有如微型热电转换器。这种热电转换装置利用的是塞贝克效应，当两种不同金属处于不同温度而彼此接触时，会出现电动势的一种效应。[第一段]     

日本开发出超高性能热电材料

日本通产省工业技术院大阪工业技术研究所最近开发出了热电转换效率超过15％～20％的P型热电氧化物的纤维状单结晶,这是目前世界上性能最高的热电材料。这种材料可通过连接高温部和低温部来提高发电功率。 以往能产生高热电特性的材料均以合金为主,存在着在废热温度区域(400℃～800℃)下,容易发生     

汽车余热利用装置分析

本系统利用基于塞贝克效应的温差发电片,将排气管处的热空气中的热量转化成电能,用以驱动电动涡轮的运转,从而将进入发动机的空气压力提高,最终达到增加发动机功率的目的。当发出的电能有多余时,还能将电能储存到蓄电池中,降低发电机的负荷,进一步提高发动机效率。     

基于热电堆结构的微型热传导真空传感器

本文描述了一种与CMOS工艺完全兼容的热电堆微型热传导真空传感器.该传感器可在商业化的标准CMOS生产流水线上进行流片,配合后续的无掩模体硅各向异性腐蚀工艺,即可完成全部制造程序.器件敏感部分为124μm×100μm的多层复合薄膜架空结构,其卜制作了n型多晶硅加热器、20对由p型多晶硅条和铝条构成的热电堆.利用加热器对复合薄膜加热,在不同的真空状态下,薄膜呈现不同温度,温度值由热电堆转换为温差电动势输出.本文在以下方面进行详细描述:1.器件的结构设计和制造工艺;2.器件的稳态和瞬态有限元分析;3.测试结果与理论分析的对照.结果表明,在加热器1.5V恒压驱动条件下,器件的气压敏感范围为0.1Pa～l05Pa(空气),此时热电堆输出电压范围为26mV～50mV,最大响应时间预计为1.4ms.