聚苯胺基热电复合材料的制备及性能研究

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1、北京化工大学硕士研究生学位论文El期：二。一四年衣月—三-日北京化工大学学位论文原创性声明一螋本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：—超阻日期：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学

2、。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。口论文暂不公开(或保密)注释：本学位论文属于暂不公开(或保密)范围，在一年解密后适用本授权书。口非暂不公开(或保密)论文注释：本学位论文不属于暂不公开(或保密)范围，适用本授权书。作者签名：导师签名：日期：2竺!生：丝』：!至日期：塑!芏：旦』：垡三学位论文数据集中图分类号TQ050．4学科分类号430．55‘论文编号1001020140542密级公开学

3、位授予单位代10010学位授予单位名北京化工大学码称作者姓名郑斌学号2011200542获学位专业名称材料科学与工程获学位专业代码080500课题来源其他研究方向复合材料论文题目聚苯胺基热电复合材料的制备及性能研究关键词复合材料，热电材料，聚苯胺，热电氧化物，热压成型论文答辩日期2014．05．28·论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师杨小平教授北京化学大学复合材料评阅人1隋刚教授北京化工大学复合材料评阅人2贾晓龙副教授北京化工大学复合材料评阅入3评阅人4评阅人5答辩委员会主席范琳研究院中科

4、院化学所复合材料答辩委员1武德珍教授北京化工大学复合材料‘答辩委员2隋刚教授北京化工大学复合材料答辩委员3于运花教授北京化工大学复合材料答辩委员4李刚副教授北京化工大学复合材料答辩委员5贾晓龙副教授北京化工大学复合材料注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(SB／T13745-9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。聚苯胺基热电复合材料的制备及性能研究摘要热电材料(Thermoelectr

5、icMaterials)由于在废热发电、空调和制冷等方面具有广阔的应用前景，近年来受到越来越多的关注。导电聚合物由于其来源广泛、成本低廉、本征热导率低和制备工艺简单等优点，是有潜力的热电材料。但是，导电聚合物的Seebeck系数偏低以及综合热电性能较差，限制了它的实际应用。本论文以P型导电聚苯胺(PANI)为基体，从改善其电学性能和热导率的角度出发，采用一种简单且有效的制备方法～通过球磨法将PANI和不同类型的热电氧化物颗粒均匀混合，再采用热压成型的工艺，获得致密的块体复合材料，并研究了组分、含量、以及填料与基体的界面结合状况对复

6、合材料热电性能的影响。通过溶胶凝胶法制得P型Ca3C0409粉末。球磨使Ca3C0409和PANI主要进行物理混合，并破坏了Ca3C0409颗粒的团聚。热压后Ca3C0409与PANI基体的物理结合良好，仅当Ca3C0409含量过高时(>30吼％)在两者大的界面附近产生较多孔隙。通过对CaaC0409含量的调控，复合材料的Seebeck系数和热导率均得到改善，ZT值比纯PANI提高50倍。通过固相反应法制得P型BiCuSeO粉末。球磨与热压后，BiCuSeO颗粒均匀包埋于PANI基体中，形成块体材料。显微分析表明，由于摘要BiCu

7、SeO晶粒的表面形态粗糙，使其与PANI的物理结合比Ca3C0409和PANI的结合更致密，即使是高BiCuSeO含量的样品(40wt％)也基本没有孔隙。因此，BiCuSeo／籼复合材料的Seebeck系数大幅度提高，而电导率和热导率变化很小，导致ZT值比纯PANl提高500倍。通过共沉淀法制得n型CaMn03粉末。CaMn03与PANI之间的界面结合较差，复合材料的热电性能没有任何提高，40wt％的CaMn03／PANI样品的ZT值甚至不如纯PANI的百分之一，主要原因是n型CaMn03与P型PANI的载流子类型不同。关键词：热

8、电材料；聚苯胺；热电氧化物；复合材料；热压成型AbstractPREBU眦鲴rIoNOFn蚶虹．BASEDTHERMOELECTⅪCCoMpOSITESANDTHEIRPRoPE妞ESThermoeletric呷)materialshavedraw