高压相变调控Mg2Si基热电材料微结构及热电性能研究

基本信息
批准号:51901120
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:李江华
学科分类:
依托单位:陕西理工大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
晶格热导率热电材料热电性能Seebeck系数热稳定性
结项摘要

Thermoelectric materials are new energy materials that can convert electricity and heat. They have high application value in thermoelectric power generation and thermoelectric refrigeration. In this study, the solid solution Mg2Si-based alloy is used as the object, and the high temperature and pressure technologies can be used to control the different high-pressure phases of Mg2Si-based alloys. The evolution behavior and law of microstructure during the subsequent heat treatment are studied, and the new Mg2Si-based alloys under temperature and pressure regulation are discussed. Microscopic mechanism and reversible phase change control phonon scattering center mechanism, revealing the evolution of Mg2Si-based thermoelectric materials such as grains, defects and crystal orientation; and developing high-performance Mg2Si-based alloys through development and preparation techniques and control processes The controllable preparation of the grade structure enriches the basic theory of improving the thermoelectric properties of materials, and expands the preparation technology of high-performance multi-stage thermoelectric materials, providing a new theoretical basis and technical basis for the performance optimization of thermoelectric materials. A new technology for preparing Mg2Si-based alloys with multi-stage structure with high thermoelectric properties should been developed, and the thermoelectric performance control scheme of new Mg2Si-based alloys should been studied. The theory of microstructure evolution of thermoelectric materials should been deepen and enriched to promote the practical application of high-performance thermoelectric materials.

热电材料是一种可以在静态下实现电能和热能之间相互转换的新型能源材料,在温差发电与热电制冷领域具有很高的应用价值。本课题以固溶Mg2Si基合金为对象,通过高温高压技术手段理性可控制备Mg2Si基材料不同高压相,并研究后续热处理过程中的组织结构演化行为与规律,探讨温压调控新型 Mg2Si基合金微观组织机理及可逆相变调控声子散射中心机制,揭示高压制备的Mg2Si基热电材料晶粒、缺陷及晶体取向等演变规律;通过开发制备技术及调控工艺,实现具有高性能的 Mg2Si基合金多级结构的可控制备,丰富提高材料的热电性能的基础理论,拓展高性能多级结构热电材料的制备技术,为热电材料的性能优化提供新的理论依据和技术基础。开发出具有高热电性能的多级结构的Mg2Si基合金制备新技术,进而研究新型Mg2Si基合金热电性能调控方案,深化和丰富热电材料微观组织演变理论,推动高性能热电材料的实际应用。

项目摘要

热电材料是一种可以在静态下实现电能和热能之间相互转换的新型能源材料,在温差发电、热电制冷、催化等领域具有很高的应用价值。本项目以固溶Mg2Si基合金为对象,通过高温高压技术手段成功制备了Sb掺杂的Mg2.05(Si0.6Sn0.4)1-xSbx样品。Sb掺杂Mg2.05(Si0.6Sn0.4)0.98Sb0.02的功率因子在773 K时达到最大值1924.30 μWm-1K-2,636 K时达到了最低热导率1.05 Wm-1K-1,样品在715 K时取得ZT最大值0.94。引入高压相变的Mg2.05(Si0.6Sn0.4)0.98Sb0.02样品在773 K功率因子得到了极大的优化,取得最大值2983.31μWm-1K-2。亚稳Mg2Sn相的固溶在材料中引入了大量的位错和晶格畸变,有利于晶格热导率的进一步降低,在723 K时达到了最低晶格热导率0.42 Wm-1K-2,比未引入相变的Mg2.05(Si0.6Sn0.4)0.98Sb0.02的晶格热导率低了60%。最终其ZT值在773 K时达ZT值1.3,提升了35%。高压相变优化热电材料性能为热电材料的性能优化提供新的理论依据和技术基础。为研究新型具有高压相变结构的热电材料性能优化,深丰富热电材料微观组织演变理论,推动高性能热电材料的实际应用提供新思路。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于被动变阻尼装置高层结构风振控制效果对比分析

基于被动变阻尼装置高层结构风振控制效果对比分析

DOI:10.13197/j.eeev.2019.05.95.fuwq.009
发表时间:2019
2

吹填超软土固结特性试验分析

吹填超软土固结特性试验分析

DOI:10.13544/j.cnki.jeg.2014.06.004
发表时间:2014
3

近红外光响应液晶弹性体

近红外光响应液晶弹性体

DOI:10.7536/pc200335
发表时间:2020
4

泾河南塬黄土的渗透特征及孕灾机制

泾河南塬黄土的渗透特征及孕灾机制

DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2019.03.013
发表时间:2019
5

相关系数SVD增强随机共振的单向阀故障诊断

相关系数SVD增强随机共振的单向阀故障诊断

DOI:
发表时间:2018

李江华的其他基金

批准号:21365013
批准年份:2013
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11426172
批准年份:2014
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:31871784
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31200629
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51804162
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

SnTe基拓扑晶态绝缘体材料的微结构调控及热电性能研究

批准号:51572098
批准年份:2015
负责人:杨君友
学科分类:E0207
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
2

多尺度声子输运调控优化Mg2Si基材料的热电性能

批准号:11404350
批准年份:2014
负责人:谈小建
学科分类:A2006
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
3

强磁场辅助碲化铋系热电材料的熔炼法制备、微结构调控及热电性能研究

批准号:51272080
批准年份:2012
负责人:杨君友
学科分类:E0207
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

氧化锌基纳米复合高温热电材料热导及热电性能调控的研究

批准号:51206103
批准年份:2012
负责人:吴子华
学科分类:E0606
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目