掺杂方钴矿基材料热电性能及力学性能的研究

《掺杂方钴矿基材料热电性能及力学性能的研究》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、掺杂方钴矿（申请工学硕士学位论文）基材料热电性能掺杂方钴矿基材料热电性能及力及力学性能的研究学性能的研究徐培养单位：理学院成龙专业：工程力学研究生：徐成龙指导教师：翟鹏程教授武汉理工大学2014年5月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关

2、保留、使用学位论文的规定，即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电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期：万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目掺杂方钴矿基材料热电性能及力学性能的研究英文Optimizationofthermoelectricandmechanicalpr

3、operties题目ofdopedskutterudites研究生姓名徐成龙姓名翟鹏程职称教授学位博士指导教师单位名称材料复合新技术国家重点实验室邮编430070姓名职称学位副指导教师教师单位名称邮编申请学位级别硕士学科专业名称工程力学论文提交日期2014年4月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席刘立胜评阅人刘立胜谭柱华2014年5月万方数据摘要第三次工业革命以来，越来越多的地方需要应用能源，没有能源消耗人们寸步难行，使得传统能源（煤炭，天然气，原油等）面临枯竭危险，能源作为经济增长的基础，供需矛盾日渐严重，能源问题越来越被人们所关注。与此同

4、时，由于矿石燃料的开采利用，产生了大量一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等有污染的烟气，造成了严重的环境问题。热电材料作为一种无污染材料，在废热回收利用以及热电致冷领域有着巨大的应用潜能。本论文围绕改善Ni-Te-Se掺杂方钴矿基热电材料的热电性能展开研究，采用固相反应结合放电等离子烧结技术，制备Ni-Te-Se共掺杂和Te-Se共掺杂方钴矿材料，系统研究Ni-Te-Se对CoSb3基方钴矿材料的微结构和热电性能的影响规律，以期达到降低材料热导率和提高热电优值的目的。另外方钴矿器件中与电极接触处的热电材料易产生裂纹，严重影响器件的机械可靠性，本文通过引入异质TiN纳米颗粒，制备微纳复合材

5、料，探索纳米颗粒的引入对材料热电性能和力学性能的影响及规律。主要研究内容和结果如下：研究了Ni-Te-Se共掺杂方钴矿材料的微观结构及热电性能。结果显示，所有样品的晶粒尺寸在1—10μm范围内，分布基本均匀。晶粒尺寸随Ni含量的增加并无明显的变化，少量Ni元素的加入对样品本身晶粒没有太大的影响。适量的Ni掺杂能够提高电性能，同时降低热导率，进一步提高Te-Se共掺杂CoSb3基材料的热电性能。研究了Co4Sb11.3Te0.58Se0.12+xvol%TiN(x=0,0,50.1)复合材料SPS后的力学性能。结构表明，纳米材料TiN在基体材料晶体界面上分布相对均匀，部分TiN纳米颗

6、粒团聚在一起形成纳米团簇。进行了纳米复合的方钴矿基材料压缩强度提高了15%。热处理后的样品平均压缩强度有明显的下降。纳米复合后的样品疲劳性能显著增加。对试样疲劳破坏的断口观察知，方钴矿材料疲劳破坏的一般沿晶体界面断裂，属于典型的脆性断裂破坏。关键词：掺杂型方钴矿化合物，微纳复合热电材料，热电性能，力学性能I万方数据AbstractSincethethirdindustrialrevolution,theusageofenergybecomeswidespreadinmanyfields.Atthesametime,duetotheexploitationoffossilfuels,

7、itproduceslargequantitiesofpollutedgases,suchascarbonmonoxide,carbondioxideandsulfurdioxide,andcausesmanyseriousenvironmentalproblems.Therefore,theresearchersbegintopaymuchattentiontohowtoobtainanewtypeofclean,renewableenergyandenergyco