【热电材料理论及进展研究国内外文献综述3800字】

1热电材料理论及进展研究国内外文献综述途中一直被作为基础理论所推行。这一理论中大致由三个部分组成塞贝克关系，牵一发而动全身，因此想要研究热电材料，这(1)塞贝克效应对于两种不同金属之间的连接，如果连接的一个节点置于高温状态T1(热端),而另一端处于开路状态和低温状态T2(冷端),则会产生开路电压V。这种其中T1和T2分别代表热电偶的热端温度和热电偶的冷端温度，xy代表不因此，通过测量两端的温差△T和产生的电压V,就可计算出材料的泽贝克系数。即了一个与温度呈正比例关系的电场，在该电场作用下，2泽贝克系数由材料的本身性质决定，单位是V/K。金属的泽贝克系数一般较(2)帕尔贴效应珀尔帖效应主要存在于两种不同材料的交界处，它的发生可以将电能作为能量源转化为体现在材料上的热效应(即热能),如图所示。当两个不同的导体A和B连接在一起时，电流通入整个AB组成的体系中。在接头处，一侧放热一侧吸热形成了接头处的热吸收(或放电)速率，该速率与回路中的电流I成正比例关系。3(3)汤姆孙效应换效应的研究加深，逐渐发现在某些材料的单个导体中也能形成热能和电能的些特殊条件且存在温差，那么这个导体会因该电流的通过而造成各处温度的变化，将各个地方的微小变化统一起来看，即会发现该导体会产生吸热或放热的现象，并且通过研究表明，该热吸收(放电)率q与电流I和在电流方向上施加4后同样重要的是整个导体材料电阻不宜过大，避免其自身电流的热效应占主导地位，造成热电效应产生不明显的情况出现[9]。对这几个性质的要求可由热电优值来描述，其定义如下：其中，S²σ称为材料的功率因子(或用PF表示),用来衡量材料的电传输性根据ZT值，可以求出最大制冷和发电效率：我们用ZT这个值来衡量其能力大小，而为了清晰展现不同热电材料的ZT大小，可以用到一个经典的图：1.51.50Year300per5一般我们常见的家用(制冷)电器的ZT值在3左右，从这个图中也能看出来，块体(bulk)材料时代只有惨兮兮的0.5左右，即使到2010年前后，热电材料的效率也是比较低的。推广热电材料的应用时还有一个缺陷就是材料的力学性能不是很好，不过相比之下材料昂贵才是最难以克服的。但同时从这个图中可以看到，在90年代以后，突然出现了一个很明显的增长趋势，不论是材料的种类数目和ZT值上，这是因为纳米技术在20世纪末得到了更好的发展和普及。在理论和实验方面都有很大的研究空间。纳米材料具有比块状材料更大的界面[10],以及量子定位效应，纳米结构材料具有新的物理性质，产生新的界面和现象，这就改善了ZT(热电优点)热电材料与瓶颈有望有突破性的改进，因此，纳米技术被视为寻找具有高ZT值的热电材料的希望。根据上文的总结可知，高的泽贝克系数、高的电导率和低热导率共同支撑起了一个具有优异性能的热电材料，但随着人们研究的更加深入，发现有一个量会同时对这三个系数造成不同程度的影响，它就是载流子浓度。简单来说，如果一个材料体系载流子浓度增加，那么这个导体电导率会引起下降，同时热导率和电导率随之增加[11],后来人们也意识到，格热导率与载流子浓度无关，因此晶格热导率就成为了研究的又一个重点。因此，掺杂技术的使用可以将载流子浓度根据人们的需要调节到合适的大小，这也就成为了是提高热电材料性能的有效途径[12]。此外，近年来也有很多先进方法来提高材料的热电性能。根据目前阅读的文献来说，以往的研究还有填充式方钴矿(Skutterudites)型化合物和氧化物热电材料，但相对来说，就目前而言，低维热电材料的进步是最明显的。温度文献文献6Ino.15Bao.05Co₄Sb11.Feo.25Co₀.75Sb2.965Se高温ZrCoBi7Nbo.83CoSb④INP散热片发电装置吸热端1NP散热片致冷装置8电机(RTG)已经在美国20多个太空飞行器上使用，其中一些被用于美国国防部发射的导航和通信卫星上，而另一种则用于美国国家航空航天局(NASA)发射9[1]罗沛兰.方钴矿基热电材料的热电性能[D].南昌大学，2009.[2]RiffatSB.Thermoelectric:Areviewofpresentandpotentialapplications[Jappliedthermalengineering,2[3]ElsheikhMH,ShnawahDA,SabriMFM,etal.Arenewableenergy:Principleparametersthataffecttheirperformance[J].Renewable&SustainableEnergyReviews,2014,30(FEB[4]ZhaoD,TanG.Areviewofthermoelectriccooling:Materials,modelingandapplications[J].AppliedThermalEngineering,2014,66(1-2):15-24.[6]张标，汪衍，崔旭东.导电聚合物热电材料研究进展[J].化学通[7]闫风.Ge-Te基非晶/纳米晶原位复合热电材料研究[D].浙江大学，2007.[8]李玉东.半导体多级制冷性能组合优化设计.同济大学，2007.[9]郭建刚.PbTe_(1+x)及PbI_2掺杂材料的高温高压合成与表征[D].吉林大学，[10]HuoD,TangG,FuCxTex)3[J].Journalofelectronicmaterials,2011,40(5):1202-1205.[11]RiffatSB.Thermoelectric:Areviewofpresentandpotentialapplications[J].[12]张越.钛基氧化物热电材料的制备及其性能研究[D].兰州大学.[13]PanY,AydemirU,GrovoguiJA,etal.MeEngineeringMicrostructuretowardHighThermoelectricEfficiAdvancedMaterials,2018,30(34):1802016.acarbonnanotubescaffoldthermoelectriccompositesf2018,8(1):25.[16]TanG,HaoS,CaiS,etwithHighThermoelectricPerformanceEnabledbyImprovedBandDegeneracy[J].JournaloftheAmericanChemi[17]YouL,LiuY,LiX,etal.Boostingthethermoelectricper