熱電材料是一種能夠實現熱能和電能直接相互轉化的材料。在廢熱回收和半導體制冷方面有著廣泛的應用前景。并且熱電材料的廣泛使用,有利于提高我國能源利用率,可解決突出的能源枯竭和環境污染與社會不斷發展的矛盾。
《新熱電材料概論》著眼于新型熱電體系,從熱電材料的基本理論、制備方法和性能優化等方面進行了深入論述,提出現有熱電材料體系存在的問題和未來的發展方向。
《新熱電材料概論》有助于相關領域的研究人員或高年級研究生快速了解基本熱電理論和掌握相關新熱電材料體系的研究進展。
熱電材料是一種能夠實現熱能和電能直接相互轉化的材料。在廢熱回收和半導體制冷方面有著廣泛的應用前景。并且熱電材料的廣泛使用,有利于提高我國能源利用率,可解決突出的能源枯竭和環境污染與社會不斷發展的矛盾。
目前,主流的熱電材料依然是以碲化鉍和碲化鉛為代表的二元金屬碲化物,這兩種材料也是目前已經商業化使用的熱電材料,但是碲元素在地球中儲量很低,而且價格昂貴,限制了其大規模的應用,因此許多研究者將目光投向新型的熱電材料,如硫化物、硒化物、氧化物等。
本書以新型熱電材料為研究對象,全面介紹如硫化銅、硒化銅、硒化錫、硒化銦以及一些氧化物材料的基本晶體結構,物理化學性能及其樣品的合成制備方法,以及熱電性能優化手段等,為進一步尋找性能優良的新熱電體系提供借鑒。
尋找新的熱電體系和優化現有體系的熱電性能的道路是曲折的,但熱電材料的應用前景是光明的。
1 熱電材料
1.1 背景
1.2 熱電效應
1.2.1 賽貝克效應
1.2.2 珀爾帖效應
1.2.3 湯姆孫效應
1.3 熱電器件的應用
1.4 熱電發電機
1.5 熱電轉換效率及熱電優值
1.6 熱電材料的優化和性能增強
1.7 熱電材料研究進展
1.8 典型的熱電材料
1.8.1 塊體熱電材料
1.8.2 Cu2-x(X=S,Se)基熱電材料
參考文獻
2 “聲子液體”熱電材料
2.1 銅硒相圖和結構表征
2.1.1 熱電傳輸特性
2.1.2 電鏡分析
2.1.3 比熱容
2.2 塊體Cu2-xS熱電材料的結構、熱電性能和機械性能
2.2.1 樣品合成和燒結后塊體樣品的相結構
2.2.2 樣品的電傳輸性能
2.2.3 樣品的熱傳輸性能
2.2.4 樣品的熱電性能穩定性
2.2.5 樣品的機械性能
2.2.6 第一性原理計算電子能態密度:能帶結構
2.3 熔淬結晶Cu2-xSe結構和熱電性能
2.3.1 樣品的結構
2.3.2 樣品的合成和燒結后塊體的相結構
2.3.3 形貌
2.3.4 熱電性能
2.4 Cu1.98S,Se1-x結構性質和熱電性能
2.4.1 樣品合成
2.4.2 第一性原理計算
2.4.3 結構性質
2.4.4 熱電性能
2.4.5 Cu1.98S,Se1.x塊體的熱電兼容性因子
2.5 Cu1.8+xSe化合物的熱電性能優化
2.5.1 Cu1.8+xSe化合物樣品制備
2.5.2 Cu1.8+xSe樣品的微觀形貌
2.5.3 Cu1.8+xSe樣品的熱電性能
2.6 Te摻雜和I摻雜Cu4-xse塊體的結陶、熱電性能和機械性能
2.6.1 Te摻雜和I摻雜Cu4-xSe樣品制備
2.6.2 第一性原理計算
2.6.3 Te摻雜和I摻雜Cu2-xSe樣品的結枷}生質
2.6.4 Te摻雜和I摻雜Cu2-xSe樣品的熱電性能
2.6.5 Te摻雜和I摻雜Cu2-xSe樣品的硬度
2.7 Cu1.8S樣品的熱電性能研究
2.7.1 In和Cd摻雜Cu1.8S樣品的熱電性能
2.7.2 MA法制備的Cu1.8S粉體和SPS燒結后塊體的相結構
2.7.3 HSSPS制備CuS
2.7.4 Na摻雜Cu9S5基熱電材料及其熱電性能的研究
2.7.5 不同SiO2尺寸彌散Cu1.8s基熱電材料
2.8 “聲子液體”熱電材料展望
參考文獻
3 硒化錫基熱電材料
3.1 硒化錫簡介
3.1.1 硒化錫的晶體結構
3.1.2 硒化錫原料儲量、價格與安全性
3.1.3 硒化錫的熱電性能
3.2 硒化錫熱電材料的制備方法
3.2.1 單晶硒化錫熱電材料的制備方法
3.2.2 多晶硒化錫熱電材料的制備方法
3.2.3 熱電性質測試
3.3 硒化錫熱電材料的研究進展
參考文獻
4 含銦熱電化合物材料
4.1 納米復合含銦熱電材料
4.1.1 銦硒化合物熱電性能的探究
4.1.2 InSe的納米管結構、電子結構和熱電特性
4.1.3 In2Se3
4.1.4 In3Se4
4.1.5 In4Se3
4.1.6 In6Se7
4.2 銦硒化合物合成及制備方法
4.2.1 散裝材料In3Se4和In2Se3的合成
4.2.2 溶劑熱—煅燒法制備InSe納米晶
4.2.3 In4Se3系熱電材料的合成
4.2.4 薄膜材料的制備
4.3 其他含銦化合物熱電材料
4.3.1 超小單晶銻化銦納米線
4.3.2 摻雜化合物熱電材料
4.4 三元含銦熱電材料及其制備
4.4.1 CuInSe2的晶體結構與材料特性
4.4.2 花狀CuInSe2微晶的制備
4.4.3 CuInSe2 薄膜的制備與性能研究
4.4.4 寬帶隙n型半導體CuInsSe8的熱電性能研究
4.5 含銦超晶格熱電材料
4.5.1 (ZnO)5In203的電學傳輸性能
4.5.2 ZnxInyOx+1.5y體系的高溫熱電性能
參考文獻
5 氧化物熱電材料
5.1 NaCO2O4熱電材料
5.1.1 NaCO2O4材料的晶體結構
5.1.2 NaCO2O4材料制備方法的研究
5.1.3 NaCO2O4材料的熱電性能
5.1.4 Ag摻雜對NaCO2O4材料熱電性能的影響
5.1.5 Ca摻雜NaCO2O4材料的熱電性能研究
5.1.6 Ni摻雜NaCO2O4材料的熱電性能研究
5.2 Ca—Co—O系熱電材料
5.2.1 Ca2CO2O5的制備方法
5.2.2 Ca2CO2O5的結構及特征
5.2.3 Ca2CO2O5的熱電性能表征
5.2.4 摻雜Sm3+的Ca—Co—O系熱電材料的制備與性能研究
5.3 In24 M8048 (MGe4+,Sn4+,Ti4+,Zr4+)電子結構及低溫熱電性質
5.3.1 晶體結構和計算
5.3.2 低溫熱電性質
5.4 ZnO基氧化物熱電材料
5.4.1 ZnO—In203超晶格結構的晶界電阻
5.4.2 Ga摻雜In203—ZnO超晶格結構
參考文獻
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