文章目录

摘要

Abstract

主要符号表

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 热电材料概述

    1.2.1 热电基本理论

    1.2.2 热电材料性能参数

    1.2.3 提高热电材料性能的途径

    1.2.4 热电材料的分类

    1.2.5 硫化亚铜热电材料简介

1.3 硫化亚铜粉体的制备

    1.3.1 机械合金化

    1.3.2 热分解法

1.4 低温冷压烧结简介

1.5 本论文的选题依据和主要研究内容

    1.5.1 选题依据

    1.5.2 研究内容

第2章 材料的制备与表征

2.1 实验试剂

2.2 烧结方法

2.3 样品的表征

    2.3.1 X射线衍射分析仪(XRD)

    2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)

    2.3.3 密度测试

    2.3.4 电导率与塞贝克系数测试

    2.3.5 热导率测试

第3章 热分解法Cu_2S粉体低温冷压烧结及热电性能分析

3.1 样品的制备

    3.1.1 粉体的制备

    3.1.2 陶瓷的烧结

3.2 样品的表征

    3.2.1 物相分析

    3.2.2 微观形貌表征

3.3 陶瓷的热电性能

3.4 本章小结

第4章 机械合金化Cu_(2-x)S(x=0,0.1,0.2)粉体低温冷压烧结及其热电性能分析

4.1 样品的制备

    4.1.1 粉体的制备

    4.1.2 陶瓷的烧结

4.2 样品的表征

    4.2.1 物相分析

    4.2.2 微观形貌表征

4.3 陶瓷的热电性能

4.4 本章小结

第5章 机械合金化Cu_2S_xSe_(1-x)(x=0,0.5,1)粉体低温冷压烧结及其热电性能分析

5.1 样品的制备

    5.1.1 粉体的制备

    5.1.2 陶瓷的烧结

5.2 样品的表征

    5.2.1 物相分析

5.3 陶瓷的热电性能

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

文章摘要:过度的化石能源使用以及过低的能源使用效率迫使我们寻找新的技术,新的材料来改善这一现状。热电材料以及热电能源转化技术由于可以实现在热能和电能之间的相互转换,该技术不需要任何的传动装置运行可靠且无需维护,近几十年来吸引了研究者的广泛关注。P型Cu2S化合物具有组成元素储量丰富、环境友好等优点,并且具有较好的热电性能,是一种具有潜在电子晶体声子玻璃特征的热电材料。陶瓷的烧结过程往往是决定其性能优劣的关键因素,多年来人们一直在寻找降低烧结温度的方法,实现低温烧结不仅能节约烧结过程中的能源损耗,更重要的是能够突破许多研究上的限制。最近,一种新型烧结工艺——低温冷压烧结（CSP）受到人们广泛关注,它成功实现了在极低温度下（室温-300℃）对多种陶瓷的致密化,是一种十分有潜力的烧结工艺。本文以硫化亚铜为基体,采用热分解法和机械合金法制备陶瓷前驱粉体,结合低温冷压烧结工艺制备硫化亚铜热电陶瓷,具体内容包括以下方面:1.采用热分解法制备Cu2S粉体,结合CSP 工艺在不同温度下（室温、50℃、100℃、150℃）对陶瓷进行烧结并测试其热电性能。实验结果表明:在不同的烧结温度下,利用CSP工艺均实现了陶瓷的致密化;改变烧结温度,对Cu2S陶瓷的热电性能产生了一定的影响,其中150℃下烧结的样品热电性能最佳,在823K时ZT值达到最大0.86。2.采用机械介金法制备Cu2-xS（0≤x≤0.2）粉体,结合CSP工艺制备Cu2-xS热电陶瓷,探索Cu离子空位含量对Cu2S热电性能的影响,实验结果表明:不同的铜缺失比例对Cu2S热电陶瓷性能产生较大影响,铜缺失比例较高的样品拥有更好的导电性,但同时会使热导率上升,通过合理调控铜缺失比能够实现该类材料性能最优化,本论文中x=0.1样品,在823K时ZT达到1.27。3.采用机械合金法制备Cu2S1-xSe（x=0.5,1）粉体,结合CSP工艺制备Cu2S1-xSex热电陶瓷,探索了过量掺杂Se（S）元素对Cu2S（Cu2Se）热电性能的影响,实验结果表明:过量掺杂Se元素,对Cu2S电导率的提升效果十分显著,但同时也会增大热导率,最终导致热电性能下降;过量掺杂S元素,对Cu2Se热电性能没有提升。所有样品中,x=1样品在823K时ZT值达到最大1.26。

文章来源：《昌吉学院学报》 网址: http://www.cjxyxb.cn/qikandaodu/2021/1110/694.html

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