聚对苯撑/LiNi_（0.5）Fe_2O_4纳米复合热电材料的制备及其性能研究

本文以流变相反应法原位合成了聚对苯撑/LiNi_（0.5）Fe_2O_4纳米复合热电材料,并对其热电性能进行表征,研究了放电等离子烧结时保温时间对其热电性能的影响.结果发现,复合材料铁氧体颗粒粒径为100—300 nm,其外部被一层聚对苯撑膜包覆.电子在Fe~（2＋）和Fe~（3＋）之间的跳跃机理在铁氧体电导中占主导作用,因此聚对苯撑/LiNi_（0.5）Fe_2O_4复合材料具有n型导电特性.随着保温时间增加,复合材料电导率基本不变,但热导率逐渐增大且Seebeck系数逐渐减小,导致热电优值系数降低.由于结合了有机物高电导率和低热导率以及无机材料高赛贝克系数的优点,所制备的复合材料热电性能较单一材料有较大提高.     

不同制备条件对硅纳米线的形貌和反射率影响

利用两步法-金属辅助化学刻蚀法(metal-assisted chemical etching, MACE)制备硅纳米线(silicon nanowires,SINWs)样品。研究了刻蚀温度、刻蚀时间、过氧化氢(H_2O_2)浓度对样品SINWs的形貌和反射率影响。研究发现,随着刻蚀时间增加, SINWs样品的长度随之增加,而反射率降低。H_2O_2浓度提高, SINWs样品的长度也增加,在浓度为0.1 mol/L时反射率降至最低。刻蚀温度升高, SINWs样品的长度先增加,然后随着SINWs生长速率变快的同时样品的形貌结构遭到破坏,反射率呈总体上升趋势。实验结果表明,改变制备过程中的反应条件,对SINWs的形貌会具有较大影响,同时SINWs阵列的反射率也会改变。SINWs的反射率强烈依赖于SINWs的长度、规整程度和空隙率大小等。     

辛醇接枝碳纳米管复合相变材料的导热性能研究

通过将碳纳米管（CNTs）用混酸进行处理后在其表面以正辛醇（C8H17OH）进行接枝处理,制得接枝C8H17O-CNTs。经红外光谱分析,所得接枝产物出现区别于C8H17OH上的C-O键特征吸收峰,表明接枝成功。在熔融的石蜡（PW）中加入接枝产物并进行搅拌和恒温超声后制得均匀复合物。复合物导热系数的测量结果表明,随温度的升高纯PW和各个组成的复合物的导热系数基本呈现下降趋势。复合物的导热系数基本随C8H17O-CNTs的含量的增加而增大。其中含质量分数为1.0%C8H17O-CNTs的复合物的导热系数较纯PW的导热系数在各个测量温度都提高了大约0.06 Wm-1K-1。     

Cl 掺杂提升N-PbS 热电性能的实验研究

铅基硫属化合物在中高温热电领域具有广泛的应用。相较于Te 和Se 元素, S 元素具有含量丰富, 价格低廉,且PbS 热稳定性高等优点, 近年来PbS 热电材料引起了研究人员的广泛兴趣。然而, PbS 热电材料本体固有高晶格 热导率, 导致其较低的热电转化效率, 严重限制了其在热电领域的应用。为了降低其晶格热导率, 采用Cl 掺杂方法改善PbS 的热电性能。实验结果表明, 通过水热法制备了形貌可控的树枝状PbS 基纳米材料, 在烧结过程中形成了 多孔结构PbS 基块体材料。通过测试结果可知, Cl 掺杂后的多孔PbS 材料的致密度和晶格热导率显著降低, 载流子浓度升高, 热电性能明显改善, 其中PbCl_0.02S_0.98 材料在773 K 时zT 值达到0.71, 较纯PbS 提升了约108.8%。     

Ca2YO(BO3)3晶体的热物理性质研究

测量了新型非线性激光晶体Ca2YO(BO3)3（YCOB）的比热及其沿a,b,c三个方向的热膨胀系数，热扩散系数，导热系数，声子平均自由程和等效声速等热物理性质；讨论了属于单斜晶系的YCOB晶体的热物性的各向异性行为；实验结果表明YCOB晶体具有较大的比热和导热系数，其热膨胀系数各向异性相对较小，具有良好的热物理和力学性能。     

热物理性质测试技术研究现状和发展趋势

本文在对热物理性质研究在热能工程、材料科学、信息科学、航天工程、环境工程、生物科学、微电子技术和计量学等众多科技领域中的重要性进行探讨的基础上，评述了热物理性质测试技术的研究现状和发展趋势。鉴于薄膜材料在微电子器件、集成电路和微电子机械系统等领域中日益广泛的应用，本文还综述了亚微米－纳米尺度薄膜材料热导率和热扩散率的测试新技术。     

壳状碳纳米颗粒的制备和分散

利用高功率CO2连续激光照射C2H2,使之热解,成功制备了中空壳状碳纳米颗粒(CNSs),为增强其分散性,用王水对所制备的CNSs进行表面处理。利用TEM、XRD、FTIR以及Zeta电位测量等技术对CNSs和经化学处理后的碳纳米颗粒(T-CNSs)进行了对比分析。结果表明:CNSs壳层内碳原子呈石墨状规则排列;T-CNSs表面带有含氧的亲水官能团,使其很容易分散;化学处理没有改变CNSs的结构。     

CoSb3基方钴矿热电材料保护涂层研究进展

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。     

一种新型功能晶体Ni2MnGa

Ｎｉ２ＭｎＧａ晶体同时具有强铁磁性、大磁致伸缩、温控和磁控形状记忆效应,其磁控开头记忆效应的呼应频率接近压电陶瓷,输出应变和应力接近温控形状记忆合金,是近年来发现的一类新型功能晶体,Ｎｉ２ＭｎＧａ晶体７７Ｋ时在「００１」方向,仅２ＭＰａ的预应力即可产生５％的温控可回复应变,已接近ＴｉＮｉ合金６％～８％的可回复应变量;非化学剂量的Ｎｉ２ＭｎＧａ晶体室温条件下的「００１」方向,６ｋＯｅ外磁场已诱发产生     

直径对单壁碳纳米管热力学性质影响的理论研究

采用MedeA软件包优化了一系列不同直径的碳纳米管的结构,并计算了相关声子谱和声子态密度,进一步计算了碳纳米管的热力学性质。结果表明碳纳米管的直径和温度对其热力学性质有影响。碳纳米管的直径越大,其生成能和总能量就越低,即稳定性越好。在低温时,直径对碳纳米管的热力学性质的影响较小;高温时,碳纳米管的热力学性质Cv(T)、S0(T)、–A(T)及Evib(T)随直径增大呈现升高趋势,而E(T)和G(T)则随碳纳米管的直径增大呈现降低趋势。