BiTe3基熱電材料的熱鍛工藝研究.pdf

1、目前，傳統(tǒng)定向凝固工藝生產(chǎn)的商業(yè)化Bi2Te3基塊體熱電材料在室溫附近的熱電性能在1附近，然而區(qū)熔材料機械性能較差，不利于后續(xù)的切削加工和器件服役。本課題組在熱鍛工藝制備高性能碲化鉍基熱電料的領(lǐng)域開展了一系列的研究，取得了一系列領(lǐng)先的成果。本文圍繞熱鍛工藝展開研究，探討了熱鍛工藝對基體材料點缺陷和微結(jié)構(gòu)的作用，并探究了熱鍛工藝在產(chǎn)業(yè)化應用中的潛力:
　　1.通過多次熱變形方法，探索了點缺陷在變形過程中變化的規(guī)律。對于P型Bi0.3

2、Sb1.7Te3合金，多次變形可以提高材料的功率因子，這種提升基于回復作用對類施主效應的消除。與此同時，多次變形造成晶粒長大，使晶格熱導率上升，最終材料的熱電性能并沒有得到改進。研究了熱鍛中的類施主效應退火穩(wěn)定性，低溫退火后熱鍛試樣的電學性能的偏差不超過5％。
　　2.通過控制熱鍛的工藝參數(shù)變形量和壓力，來調(diào)控材料的微結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，熱鍛試樣易于形成(00l)面擇優(yōu)取向，利用半定量的方法計算出織構(gòu)的強度，發(fā)現(xiàn)織構(gòu)強度與熱鍛的工藝參

3、數(shù)相關(guān)。(00l)織構(gòu)的強度受到變形量的影響，材料的取向因子F值在ε=0.75時有最大值0.39;(00l)織構(gòu)的強度也受到壓力的影響，取向因子F值在60MPa時有最大值0.39。而材料的整體熱電性能受變形量和壓力變化的影響不大，所有試樣的熱電優(yōu)值均在0.9附近。
　　3.研究了粉末冶金燒結(jié)和熱鍛制備的大塊材料空間性能的分布規(guī)律，探討了性能的分布變化。利用熱鍛工藝成功制備了600g級別的大塊P型Bi0.3Sb1.7Te3合金，測試