ZnO基热电材料的掺杂改性及微结构调控.pdf

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1、密级：＆开＿＿方口密论文编号Ｈ寺夺枝禾辱ＩＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ博？ｉ论文论文题目：ＺｎＯ基热电材料的惨杂改性及微结构调擅学号Ｂ２０１１０３１０：作者：张代兵＿＿＿＿专业名称：才才半斗科学与工程２０１６年１２月１５日ＺｎＯ基热电材料的惨杂改性及微结构调控ＤｏｐｉｎｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｏｎｇＺｎＯ－ｂａｓｅｄｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｍａｔｅｒｉａｌ研究生姓名

2、：张代兵指导教师姓名：张波萍北京科技大学材料科学与工程学院北京１０００８３，中国ＤｏＤ－ｃｔｏｒＤｅｇｒｅｅＣａｎｄｉｄａｔｅ：ａｉｂｉｎｇＺｈａｎｇｒｖ－Ｓｕｐｅｉｓｏｒ：ＢｏｐｉｎｇＺｈａ打ｇＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅ打ｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｅｎｃｅａ打ｄＴｅｃｈｎｏｏＢｅｉｉｎｙｉｌｇｙｊｇ３０Ｘｕｅｙｕａｎ民ｏａｄ，ＨａｉｄｉａｎＤｉｓｔｒｉｃｔＢｅｉ．ｉｎ１０００８３，ＰＲ．ＣＨＩＮＡｊｇＴＢ３２公开分类号：：密级Ｕ１０

3、°°８ＤＣ：单位代码：北京科技大学博±学位论文ＺｎＯ基热电材料的慘杂改性及微结构调控胃．张代兵作者：指导教师：单位：张波萍北京科技大学指导小组成员；单位；单位：论文提交日期；２０１６年１２月１５日学位授予单位：北京科技大学北京科技大学博±学位论文致谢本论文的研究工作是在导师张波萍教授的悉也指导下完成的，在此表示由衷的感谢！从课题选定、研究方案设计、实验过程到论文的修改和完成都一一倾注了张老师大量的屯、血，学生的成长离不开您点滴的培养。张老师渊博的知识底蕴、严谨的科研态度、积极乐观的人生态度都时刻

4、感染着我，终身受益。生活中，张老师为了培养我们积极乐观的生活态度，带领我们勇攀一座座高山一、踏过条条河流，让我们在科研之余能感受到世界的美丽。值此论文完成之际！，谨向张老师致Ｗ最诚孽的谢意感谢清华大学李敬锋教授在实验测试和论文写作上给予的支持与帮助。感谢中科院理化所周敏老师、山东大学刘建老师、清华大学谭晴、魏天然、李宗岳博±在实验测试上给予的帮助。感谢本课题组的葛振华师兄、赵磊博±、朱立峰博±、刘耀春博±、江珊硕±、韩成功硕±、张丽娟硕±在实验细节中给予的帮助。感谢本课题组麻琳、刘云、叶道盛、许福、刘圣亮、静、王明军、朱永滨、罗银师弟师妹的陪

5、伴。感谢多年来所有在学习和生活上支持和帮助过我的老师、同学和亲人们！一愿你们生健康！、幸福、平安－－Ｉ北京科技大学博±学位论文摘要热电材料在废热发电、空调及冰箱制冷等领域具有广阔的应用前景，近年来受到了越来越大的关注。氧化物热电材料具有抗氧化、耐高温、并且无污染、无毒性、制备工艺简单等特点，在中高温热电应用领域具有很大的应用潜力。本论文着眼于ｎ型氧化辟（ＺｎＯ）热电材料，采用固相反应法（ＳＳＲ）和水热合成（ＨＳ）法制备化合物前驱粉体，采用放电等离子烧结法（ＳＰＳ）制备多晶块体材料，并通过Ａａ，１、Ｎｉ、Ｇ等元素渗杂改性优化载流

6、子浓度通过织构化与纳微复合结构化设计优化载流子迁移率、降低热导率，达到优化ＺｎＯ热电性能目的。７３－Ｋ的条在不同的烧结温度１１１３２３件下，通过ＳＳＲ结合ＳＰＳ技术制备ＺｎＡｌ〇块体材料。随着烧结温度的增加，ＺｎＡｂ化了致密并且晶粒较小的〇．９６〇．〇４第二相含量逐渐增加。１２２３Ｋ时烧结样品在８２３Ｋ时取得最大功率因子－—＊ｉ２４．０１ｘｌ（ＴＷｍＫ。１１７３１＾时烧结样品因其较小的晶粒尺寸及２１１八１２化第二相＇＇ｉ的偏析，在７７３Ｋ时取得较低热导率２４２ＷｍＩＣＺｒ１１．及最优值化。＝．ＨＳＳＰＳ技术制备了构化ＡＡｌ．和１惨－０（ｘ００

7、．０１０．０２０通过织杂Ｚｎｘ，，０４）ｉ，，３＋￣。？０．６的织构度，因水热过程中高的ＰＨ值块体块体样品获得了８．５９．０，Ａ１的固溶度较低，同时并未检测到ＺｎＡｌ２〇４第二相。织构样品容易获得较高的电子迁移率，随着测试湿度由３７３Ｋ增加至５７３Ｋ，Ｚｎ〇Ａｌ〇样品的电导．９６〇．〇４－－ｉｉ率由６８．２Ｓｃｍ增加至７４９．２Ｓｃｍ。最终，Ｚｎ〇．９６Ａｌ〇．〇４〇样品在５７化时取得最４—ＷｎＶｉ２大功率因子４．７ｘｌ（ｙＫ：。．ＡｌＮ．通过ＨＳ和ＳＰＳ