PCRBSC材料的原位凝固成型制备

依据淀粉颗粒的水中润胀吸水，在加热时产生糊化的特性，实现了一种新的陶瓷原位凝固成型方法。在固相含量接近50％(体积分数)的SiC陶瓷料浆中引入约3％(质量分数)的淀粉，用水溶加热的方法可以原位凝固成型各种形态的SiC陶瓷部件，获得致密、均匀的PCRBSC和RBSC坯体。经真空渗硅，制备出微现结构均匀，性能良好的SiC材料。     

纯碳坯渗硅制备反应烧结碳化硅的研究

以石油焦粉制备纯碳素坯高温渗硅的方法制备了反应烧结碳化硅陶瓷。研究表明 ,素坯的碳含量 (或孔隙率 )对材料的最终物相组成有决定性的影响 ;合成 Si C时的热效应以及反应过程中的体积效应 ,是影响石油焦坯体烧结的根本原因 ;烧结时间短使晶粒细化 ,是材料强度提高的主要原因。 90 %理论碳含量的素坯渗硅后 ,所得材料的密度为 3.0 8～ 3.12 g/ cm3,强度为 (5 5 0± 30 ) MPa     

AgIn共掺杂(AgIn)xPb1-2xTe化合物的合成及热电传输性能

用高温熔融法合成了Ag和In共掺的单相n型(AgIn)xPb1-2xTe化合物,研究了(AgIn)掺杂量x对(Ag-In)xPb1-2xTe(x=0.01～0.05)物相组成及热电性能的影响.结果表明:掺杂量x≤0.04时得到单相四元化合物,x=0.05时样品中出现了组成为AgInTe2第二相;(AgIn)xPb1-2xTe化合物的Seebeck系数随着x增加而增大,电导率随着掺杂量x增加而降低;化合物的热导率随着掺杂量x增大而减小;当x=0.01时,(AgIn)xPb1-2xTe化合物的热电性能指数值最大,在800K时达到1.1.     

(GeTe)nBi2Te3的结构与热电性能研究

在GeTe-Bi₂Te₃赝二元系统中, (GeTe)_n(Bi₂Te₃)_m化合物往往具有较低的晶格热导率, 但其中很多组分的热电性能尚未得到系统研究。本研究通过熔融、淬火、退火结合放电等离子烧结工艺制备了一系列(GeTe)_nBi₂Te₃(n=10, 11, 12, 13, 14)单相多晶样品, 并对其相组成和热电性能进行表征和研究。掺杂Bi₂Te₃可以显著增强点缺陷声子散射, 大幅度降低材料的晶格热导率, 在723 K时, (GeTe)₁₃Bi₂Te₃样品的总热导率低至1.63 W?m ^-1?K ^-1。此外, 掺杂Bi₂Te₃和调控GeTe的相对含量, 提高了材料的载流子有效质量, 即使在较高的载流子浓度下, 样品依然保持较高的塞贝克系数和功率因子, 在723 K, (GeTe)₁₃Bi₂Te₃样品获得最大的功率因子为2.88×10 ^-3 W?m ^-1?K ^-2, 最终(GeTe)₁₃Bi₂Te₃样品在723 K获得的最大ZT值达到1.27, 较未掺杂的GeTe样品提高了16%。     

以淀粉为填充剂的碳坯渗硅制备反应烧结碳化硅陶瓷

探索了一条高性能RBSC低成本制造的新途径,本研究以石油焦粉为碳质原料制坯,玉米淀粉为填充剂调整碳坯的密度,纯碳素坯经高温渗硅得到密度为3.12g/cm³,强度为580MPa的反应烧结碳化硅陶瓷.研究结果表明掺加淀粉后素坯中含有更多的微孔,烧结体晶粒平均尺寸为2-4μm,晶粒细化是材料性能比传统RBSC材料高的原因.     

Cu2S在脉冲电场下的超快速制备及其热电性能

Cu₂S是一种声子液体-电子晶体材料, 具有优良的热电性能, 但是传统的制备方法过程繁琐而且难以得到成分均匀、致密度高以及性能优良的块体材料。本研究引入了仅耗时30 s的强脉冲电场合成法来一步完成Cu₂S材料的合成与烧结。在强脉冲电场作用下Cu₂S的合成分为三步, 最初是形成了少量的CuS和Cu₂S, 接着生成了大部分Cu₂S与部分Cu_1.96S, 最终未完全反应的Cu_1.96S与Cu生成了完全单相的Cu₂S。本方法得到的Cu₂S块体是致密且均匀的单相, 并且包含丰富的多尺度微观结构。通过Cu缺失比可以使Cu_2-xS的性能得到优化, 其中Cu_1.97S能在873 K时获得最高的ZT(0.72), 相比于本征样品提升了49%。     

高性能Ga掺杂n型三元GaxPb1-xTe化合物的制备与热电传输性能

采用熔融-缓冷工艺制备了Ga掺杂n型三元GaxPb1-xTe(x=0.01-0.05)化合物.研究了Ga含量对化合物热电传输性能的影响规律.结果表明,随着Ga含量的增加,样品载流子浓度增加,载流子迁移率逐渐减小,载流子散射机制从声学波散射逐渐变为声学波和电离杂质共同散射;随着Ga含量的增加,化合物的电导率大幅度增加,Seebeck系数逐渐降低.在所有组成化合物中,当x=0.02时, 化合物功率因子最大,在375 K和775 K时分别为2.88×10-3 W/mK2和1.73×10-3 W/mK2.     

基于ANSYS的SnTe热电材料选区激光熔化数值模拟及实验研究

基于ANSYS软件建立了SnTe热电材料选区激光熔化单层多道面扫描的三维有限元模型(FEM),采用移动的高斯面热源,考虑材料的物性参数随温度的非线性变化以及相变潜热的影响,得到不同扫描方式下SnTe粉体材料成形过程中的熔池热行为及应力分布,并采用相关实验进行验证。结果表明:不同扫描方式对熔池的宽度、深度以及气化程度影响不大,但分区蛇形扫描能够大幅增加熔池长度、减小温度梯度、降低冷却速率。采用分区蛇形扫描时σx(扫描方向应力)拉应力最小,为583 MPa,且扫描道中间位置的应力得到了释放。本研究为SnTe热电材料SLM过程工艺参数的优化提供了理论指导,也为其他激光非平衡制备技术的改进提供了新的研究思路。     

改性SiC粉制备高固相含量SiC/炭黑料浆的研究

利用淀粉原位凝固成型技术可制备具有形状精度高、致密、均匀的各种复杂形状的陶瓷坯体 ,高固相含量、低粘度料浆的制备是淀粉原位凝固成型工艺的关键技术。通过对 Si C粉进行表面包覆改性和选用合适的分散剂对炭黑粉进行有效分散的方法 ,成功制备固相体积分数达 6 3%、表观粘度为 6 6 3m Pa· s的改性 Si C/炭黑稳定料浆。并研究了分散剂用量、料浆 p H值、体系固相体积分数对料浆流变性的影响。     

淀粉原位凝固成型纯碳反应烧结碳化硅坯体的研究

研究了一种新的陶瓷原位凝固成型方法，其原理是依据淀粉颗粒在水中润胀吸水，在加热时产生糊化的特性。在固相体积分数接近50％的碳粉料浆中引入约3％质量分数的淀粉，用水浴加热期化的方法即可原位凝固成型各种形状的陶瓷部件，获得致密、均匀的坯体。研究了淀粉-碳粉料浆的流变学特性，单纯淀粉呈现膨胀型流动，含淀粉的碳粉料浆悬浮液的表观粘度随淀粉的加入量的增加而提高。料浆中淀粉的加入量应控制在原料干基质量的1％-5％范围内，料浆分散条件为中性。研究了淀粉原位凝固成型的机理以及对素坯结构的影响。