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《βfesilt2gt基热电材料的制备与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要热电材料是一类能直接实现热电转换功能的材料，无需机械部件，无噪音，节约能源，因此受到人们的关注。而β-FeSi2是一种非常有应用前景的热电材料，其特点是具有比较高的赛贝克系数，来源广泛，价格低廉，高温抗氧化性好，无毒以及高的工作温度。采用机械合金化方法制备了β-FeSi2基热电材料，通过XRD、热电性能测试等手段研究探讨了比较理想的制备工艺参数，研究了β-FeSi2基热电材料的电学性能和相结构，分析讨论了进一步提高β-FeSi2基合金热电性能的可能性；介绍了热电器件及其性能参数，构建
2、了热电转换器件的基本单元。经分析得出优化的制备工艺为：当球料比为15/1，球磨机转速为365r/min时，经50h球磨的粉末在890℃退火15h后可完全生成β-FeSi2。对于提高β-FeSi2基材料热电性能的研究表明：掺杂能有效提高β-FeSi2基合金的热电性能；Co是较好的n型掺杂剂，最佳掺杂浓度为1at.%；Mn是较好的p型掺杂剂，最佳掺杂浓度为2.67at.%，但掺杂效果略差于Co；Al也是p型掺杂剂，但其掺杂效果比Mn差，Al的最佳掺杂浓度为1.64at.%；在掺杂浓度最佳的掺Co样品中加入2mass%E
3、r2O3能进一步提高材料的热电性能。根据热电效应原理，选取掺杂浓度最佳的掺Co样品和掺Mn样品，分别构建了温差发电器件单元和热电制冷器件单元，并取得以下初步结果：在给定温差和电流条件下分别得到温差发电电流为24µA，热电制冷可降低温度16℃。关键词：β-FeSi2，热电材料，机械合金化，热电性能，掺杂，热电转换器件iβ-FeSi2基热电材料的制备与性能研究ABSTRACTThermoelectricmaterials,whichcanrealizethermoelectricconversiondirectlywi
4、thoutanymechanicalequipmentsandnoise,areattractiveasakindofsave-energymaterials.Irondisilicide(β-FeSi2)isoneofthemostpromisingthermoelectriccandidates,duetoitshighSeebeckcoefficient,abundanceasarawmaterial,lowcost,highoxidationresistance,non-toxicity,andhighwo
5、rkingtemperature.β-FeSi2basedthermoelectricmaterialswerepreparedbymechanicalalloying(MA).Bymeansofanalysisofthermoelectricproperties,XRDmeasurementandsomeothers,theoptimumprocessingparameterswereobtainedandthethermoelectricpropertiesandphasedstructureofprepare
6、dsamplesweresdudiedandanalysed.Inaddition,thermoelectricconvertorsandtheirimportantperformanceparameterswereintroducedandthebasiccellsofthermoelectricconvertorswereconstructed.Theoptimizedpreparingprocessingwasasfollows.Bymillingfor50hwiththeball-to-powderrati
7、obeing15:1androtationspeedbeing365r/min,themixedpowdercanbecompletelyalloyedaftersinteringat890℃for15hinAratmosphere.Onthestudyingofthermoelectricpropertiesofβ-FeSi2basedalloys,itshowedthatcobaltisaneffectiven-typedopant,anditsbestdopingconcentrationis1at.%.Wh
8、ilemanganesebenefitstothep-typealloy,themaximumofpowderfactorofwhichcanbeachievedwith2.67at.%manganese.Alumimumisalesseffectivep-typedopatthanmanganese,thebestdopingconcentrationof
