Bi2Te3-CoSb3寬溫域熱電材料界面熱穩(wěn)定性及其器件集成.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、寬溫域熱電材料是將不同溫區(qū)的熱電材料連接起來,使各段材料工作在各自的最佳溫度區(qū)間,由此提高熱電轉(zhuǎn)換效率。本文以碲化鉍單相均質(zhì)材料(BT)和填充方鈷礦單相均質(zhì)材料(FS)構(gòu)成的寬溫域熱電材料出發(fā),研究了n型和p型BT/FS寬溫域熱電材料中BT/FS體積比為(3:7、5:5、7:3)的過渡層界面在恒溫?zé)崽幚項(xiàng)l件下的界面熱穩(wěn)定性,重點(diǎn)研究了熱處理時(shí)間對(duì)界面物相組成、顯微結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、力學(xué)性能和電性能的影響。在此基礎(chǔ)上,研究了高溫陶瓷支撐框、

2、Mo50Cu50合金粉的制備以及BT/FS寬溫域熱電器件的集成技術(shù)。
   n型BT/FS寬溫域熱電材料在573 K下恒溫?zé)崽幚淼慕缑鏌岱€(wěn)定性研究表明:隨著熱處理時(shí)間增加,界面顯微結(jié)構(gòu)并未發(fā)生明顯變化,物相穩(wěn)定;FS材料界面處Te元素和Bi元素向FS材料擴(kuò)散略有增加,過渡層Se、Sb、Te元素的擴(kuò)散明顯增加,BT材料界面處各元素的擴(kuò)散無明顯變化;界面室溫電阻率逐漸降低,熱處理10天后界面室溫電阻率由4.23 mΩ·mm降到3.4

3、4 mΩ·mm,降低了18.7%;界面抗折強(qiáng)度逐漸降低,熱處理10天后BT/FS寬溫域材料界面的抗折強(qiáng)度由42.87 MPa降低至28.1 MPa,降低了34.45%。
   p型BT/FS寬溫域熱電材料在573 K下恒溫?zé)崽幚淼慕缑鏌岱€(wěn)定性研究表明:隨著熱處理時(shí)間增加,界面孔洞增多,未出現(xiàn)明顯裂紋,物相穩(wěn)定;Sb元素向BT材料擴(kuò)散增加,其它元素?cái)U(kuò)散無明顯變化;界面電阻率先稍有降低然后增大,熱處理10天后界面室溫電阻率由13.1

4、4 mΩ·mm增大到31.98mΩ·mm,增加了143.4%;界面抗折強(qiáng)度逐漸降低,熱處理10天后BT/FS寬溫域材料界面的抗折強(qiáng)度由30.23 MPa降低至18.94 MPa,降低了37.3%。
   以煅燒高嶺土、蘇州土、鉀長石、方解石為原料,在900℃下制備了寬溫域熱電器件用高溫陶瓷支撐框,陶瓷框的最佳燒成時(shí)間為8小時(shí),抗折強(qiáng)度為3.7MPa。采用機(jī)械球磨法制備了Mo50Cu50合金粉末,最佳球磨時(shí)間為12小時(shí),獲得的粉體

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