塞贝克
- 神奇的温差电现象
，德国物理学家塞贝克发现了温差电现象，这一现象又称塞贝克效应。塞贝克效应又称作第一热电效应，是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。一般规定热电势方向为：在热端电子由负流向正。在两种金属A和B组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，称为热电流。相应的电动势称为热电势，其方向取决于温度梯度的方向。塞贝克效应的成因可以简单解释为，在温度梯度下导体内的载流子从热端向冷端运动，并在冷端堆积，从而在材料内部
科学大观园 2024年2期2024-01-19
- Co3Sn2S2 单晶的磁性和电-热输运性能*
和热输运行为(塞贝克效应).热磁曲线表明,在居里温度点(TC=178 K)以下140 K(TA)处存在特殊的磁结构,为铁磁态与反铁磁态共存的磁性过渡态.研究发现,在100—160 K 出现负的反常“凸形”磁阻,且在TA 附近出现最大临界磁场B0,为1.41 T,同时霍尔电阻率ρyx 也在TA 处取得最大值约20 µΩ·cm.这可能是由于铁磁态与反铁磁态之间会相互竞争形成非平凡的自旋织构,导致TA 附近独特的电输运行为.Co3Sn2S2 在低温下的散射机制为
物理学报 2023年17期2023-09-19
- 改性PEDOT:PSS基热电非织造布的制备及其性能研究
境间温差产生的塞贝克效应发电,可实现持续、稳定的可穿戴供能[2-3]。热电可穿戴设备通常由舒适透气的纺织材料基材与热电材料复合制备,因此具有舒适、透气、变形、可拉伸和质轻等优异性能[4-6]。常用的热电材料包括无机热电材料和有机热电材料。与无机热电材料相比,有机热电材料具有低成本、易加工、轻质以及优异的柔韧性等优势,是制备热电可穿戴设备的理想材料[7]。其中,聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)具有优异的水溶性、良好的导电性和稳定性,被认为是理想的有机
毛纺科技 2023年8期2023-09-15
- N型碳纳米管基热电材料研究进展
要通过合理运用塞贝克效应、珀尔帖效应和汤姆逊效应这三种效应产生温差生电、电制热制冷等现象。2.1 热电效应热电效应是解释热电能量直接转换的理论基础,由塞贝克效应、珀尔帖效应和汤姆逊效应三部分组成,三种效应均起源于导体中载流子所携带能量的差异。这三种物理效应协调控制,可以实现热和电之间的可逆转换,为热电材料和器件的制备提供了理论基础。图1 热电器件工作原理图[6]当有电流通过不同导体组成的回路时,在不同导体的接头处随着电流方向的不同而出现吸热或放热现象,这种
聊城大学学报（自然科学版） 2023年3期2023-07-25
- 二维层状热电材料研究进展*
3],其中S为塞贝克系数、σ为电导率、T为绝对温度、κ为总热导率,κ=κe+κL(κL为晶格热导率、κe为电子对热导率的贡献),并定义功率因数(PF)为S2σ,来描述热电传输中与电输运相关的物理量[4].对热电材料的研究始于20 世纪50 年代,当时人们研究对象集中在体块材料,然而其受限于较低的热电转化效率.纳米化表征技术和样品制备技术的不断发展,促进了对低维材料的研究.低维材料如二维材料具有强烈的量子限制效应[5,6],其热电性能有着显著的提高,人们对热
物理学报 2023年5期2023-03-17
- 热电材料中的电子输运机制及调控
)，其中，S是塞贝克(Seebeck)系数，σ是电导率，κ是热导率，T是绝对温度。热电优值表达式的分子S2σ被称为功率因子(power factor)，决定了热电器件的输出功率；而分母κ则对应于热电材料的导热性质，决定了流经热电器件的热流密度。主流的热电材料多为固态半导体，决定其功率因子的电传导媒介为电子，而热传导媒介主要是声子(晶格热导率κL)和电子(电子热导率κE)。因此，热电材料研究中提升性能的各种调控手段的本质是对材料中的电子、声子输运行为的调控。
中国材料进展 2022年12期2023-01-11
- P型有机热电聚合物材料的研究进展*
是电导率，S是塞贝克系数，κ是热导率。对于有机热电材料来说，其热导率较小，同时测试较难，因此常用功率因子(PF)作为热电性能的衡量指标。可以看出，电导率和塞贝克系数共同决定了材料的热电性能。更进一步分析，电导率(σ=μne)由迁移率和载流子浓度决定，塞贝克系数则为材料的本征参数。聚合物的分子结构和薄膜堆积直接决定了体系的迁移率和塞贝克系数年;；同时其前线轨道能级的高低也直接影响了掺杂的难易程度和最终体系的稳定性。因此聚合物材料的筛选，主链砌块组合和侧链优化
功能材料 2022年12期2023-01-06
- Sn掺杂ZrCoBi基Half-Heusler化合物的合成与热电性能研究
为电导率,S为塞贝克系数,S2σ被定义为功率因子,κe与κL分别为材料的电子热导率和晶格热导率[2-3]。增大功率因子或降低热导率均可提高热电材料的ZT值。然而S、σ、κe和κL之间复杂的耦合关系,使得很难通过单独调控其中一个参数而达到提高ZT值的目的。人们通过全尺度声子散射[4-6]、纳米复合[7-8]和能带工程[9]等策略,对热电材料的ZT值进行了优化。具有立方Mg Ag As结构(空间群为F-43 m)的Half-Heusler化合物因其优异的热电性
桂林电子科技大学学报 2022年4期2022-11-03
- 间隔织物基光热-热电复合材料的制备及其性能
电发电机可利用塞贝克效应，通过人体与外界环境间存在的温差来发电，是实现持续、稳定可穿戴供能的有效途径[2]。热电材料分为有机热电材料及无机热电材料。与无机热电材料相比，有机热电材料具有加工成本低、质量轻、柔韧性好及导热率低等优势，是制备柔性可穿戴热电发电机的理想材料。常用的有机热电材料有聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)、聚乙炔(PA)、聚吡咯(PPy)等。其中，PEDOT:PSS具有优异的水溶性及良好的稳定性，是被研究及应用最
纺织学报 2022年10期2022-11-01
- 层状Bi1-xSbxSe 纳米薄膜的制备及其热电性能研究*
下:其中,S为塞贝克系数,σ为电导率,T为绝对温度,κ为热导率,PF为功率因子.各个热电参数之间相互影响,寻找同时具备高功率因子和低热导率的热电材料相当困难[6].在热电材料中,载流子的变化往往引起以上几个参数的协同变化,同时载流子作为热能和电能之间传输的重要媒介,是研究传输特性的重要对象,因此,热电材料载流子的调控是优化其热电性能的关键[6].近年来,研究人员对于新型热电材料的开发取得了很多突破.其中,(Bi2)m(Bi2Se3)n(m,n都是整数)系列
物理学报 2022年19期2022-10-16
- N型Bi2Te2.7-zSzSe0.3热电材料的微观组织与热电性能*
其热导率增大，塞贝克系数有所降低；Ma等[17]通过传统熔炼法制备了Cu、S共掺杂的高性能CuyBi2Te2.7-zSzSe0.3低温热电材料；(2)是通过调控微观组织，如调控本征缺陷、界面效应和尺寸效应、晶粒取向等方法[18-21]，如赵新兵等通过热压烧结结合热锻工艺获得了具有一定择优取向的Bi2Te2.3Se0.7多晶热电材料，在450 K时，其电导率为7.5×104S/m，ZT值为0.9，大大地提升了n型Bi2Te2.3Se0.7基材的热电性能[22
功能材料 2022年9期2022-10-09
- 氧化石墨烯诱导高织构Mo掺杂Bi2Te3薄膜的热电性能*
T分别为材料的塞贝克系数、电导率、热导率和绝对温度.ZT越高，热电性能越优异，但由于3个物理参数的相互耦合，ZT的改进需要协同调整[4].Bi2Te3是室温工作热电器件中广泛使用的半导体材料，晶体结构属于斜方晶系，空间群为R-3m，具有菱形六方层状结构，晶胞参数为a=0.438 nm，c=3.048 nm.上下层间Te(2)-Te(2)主要以范德华力相互作用，而层内Te(2)-Bi-Te(1)通过共价键连接，因而其热电性能具有显著的各向异性特点[5-7].
浙江师范大学学报（自然科学版） 2022年3期2022-08-31
- 碲@二氧化碲纳米材料温差发电片研制
者半导体材料的塞贝克(Seebeck)效应，由N、P两种不同导电类型的热电材料制成的热电臂与金属导流片串联，热电臂与外加的负载相连形成回路。当热电臂两端分别置于不同的温度环境(热端和冷端)时，热电材料中微观粒子(电子或空穴)将发生迁移，从而闭合回路中有电流通过[7-11]。国外关于热电技术的研发和应用起步较早，如：日本开展了固体废物燃烧能源回收研究的政府计划；美国能源部资助研究机构重点进行高性能热电材料和应用技术方面的研究，尤其是工业上余(废)热的利用；德
实验室研究与探索 2022年3期2022-08-04
- In 取代Ga 对GaSb 的热电性能的影响
分别为材料的塞贝克系数、电导率、温度和热导率。 其中，热导率 к 为晶格热导率和载流子热导率的总和。迄今，有关热电材料的研究很多集中在Bi2Te3基、PbTe 基等材料体系[1,2]。这些体系的组成元素存在着一些缺点，如Te 在地壳中稀缺、Pb 元素有毒等，这限制了其未来大规模应用。 相比这些热电材料体系，III-V 族半导体如InSb、GaSb 等的组成元素在地壳中含量丰富且无毒。此外，InSb 与GaSb 还具有很高的载流子迁移率，这使得它们具有较高
宁波工程学院学报 2022年2期2022-06-16
- 材料制备方法对钴基氧化物热电性能的影响
,其中S 表示塞贝克系数,σ 表示电导率,κ 表示热导率,T 表示温度[3]。因此热电优值高的材料需要有大的塞贝克系数、优良的导电性和较低的导热率。传统热电器件中使用的Bi2Te3[4]、PbTe[5]等材料具有较高的ZT 值,经过改性处理后ZT 值大于1。但是此类热电材料热稳定性差,且具有一定毒性,对环境污染大。与此相比氧化物热电材料具有无毒无害、环境友好、热稳定性好、制备工艺简单、材料来源广泛等优势[6]。自1997 年Teraskei 等人[7]在N
科学技术创新 2022年10期2022-04-20
- Nb掺杂对ZrCoSb基Half-Heusler化合物热电性能的影响
/κ，其中S为塞贝克系数，σ为电导率，κ为热导率，T为开尔文温度[1]。Half-Heusler 化合物是近年来比较有发展前景的中高温热电材料，目前对其研究主要集中在p 型MCoSb 和n 型MNiSn（M=Ti，Zr，Hf）上，属于MgAgAs 结构，空间群为F43m（No.216）[2]。在关于提高Half-Heusler 化合物热电性能的报道中，掺杂改性是最常用的调控手段[3]。之前的研究中发现，M 位掺杂Nb 会显著提高电导率和功率因子，降低热导率
中国新技术新产品 2022年23期2022-03-12
- Li原子掺杂C28单分子器件的热自旋输运性质
同，均存在自旋塞贝克效应。Guo等[25]发现采用金属原子掺杂C28分子的电负性应小于1.54的重要结论，对掺杂原子C28分子提供了重要的理论和实验依据。Pahuja等[23]对掺杂C28的电子输运性质进行了计算，发现对C28掺杂能改变其电子结构并使其稳定性增加，Li掺杂C28分子后其输运电流降低。综上所述，学者们对C28进行了大量研究，并发现很多有趣的现象，但尚未发现有对Li原子掺杂C28分子器件的热自旋输运研究的相关报道。本文采用QuantumATK软
人工晶体学报 2022年1期2022-02-21
- 二维GeC/BP 范德华异质结的能带结构与功率因子的第一性原理计算
有高导电性和高塞贝克系数。但是这两个参数之间存在复杂的耦合关系，仅仅优化某一个参数很难提高功率因子PF[1]。此前的研究表明增强热电材料性能的策略包括：能带工程、表面纳米构筑、能源过滤、共振态、电子带的收敛等等[2]。然而，这些方法改善和调节二维单层材料热电性能的效果是有限的。随着二维材料的发展，二维范德华异质结构由于其低维结构、丰富的组成元素和特殊的界面形态，无论是在实验上还是理论上都被认为是一种实现高性能和多功能单层二维材料的可行方案。二维范德华异质结
科学技术创新 2022年36期2022-02-13
- 二维GeC/BP 范德华异质结的能带结构与功率因子的第一性原理计算
有高导电性和高塞贝克系数。但是这两个参数之间存在复杂的耦合关系，仅仅优化某一个参数很难提高功率因子PF[1]。此前的研究表明增强热电材料性能的策略包括：能带工程、表面纳米构筑、能源过滤、共振态、电子带的收敛等等[2]。然而，这些方法改善和调节二维单层材料热电性能的效果是有限的。随着二维材料的发展，二维范德华异质结构由于其低维结构、丰富的组成元素和特殊的界面形态，无论是在实验上还是理论上都被认为是一种实现高性能和多功能单层二维材料的可行方案。二维范德华异质结
科学技术创新 2022年36期2022-02-01
- 新型微纳材料制备的高性能室温太赫兹光电探测器 *
一般来说，利用塞贝克效应、辐射热效应等物理效应，基于热电材料的光电探测器可以将光引起的温升转化为电信号[5- 6]。由于没有波长选择性，这种类型的光电探测器往往不受波长范围限制，理论上，光热电探测器可以实现对太赫兹波段的探测[7-8]。各种新型纳米材料作为光热电探测器的工作材料已被广泛研究，包括纳米线和二维(2D)材料。石墨烯作为一种典型的2D材料，具有非常优秀的光学和电子特性[9]。然而，单层石墨烯，光吸收度较低(单层为2.3%)，因此在室温下对THz波
国防科技大学学报 2022年1期2022-01-27
- 面向近室温热电转换的液态热化学电池
，固态热电池的塞贝克系数比较低，大约0.1mV/K，同时温差也小时，产生电压比较低。从效率上来讲，温差小，本征的利用效率就比较低。另外，在经典的热电池中，常用的体系是Sb2Te3/Bi2Te3，价格比较贵。因此，发展高塞贝克系数、高效、低成本的热电新体系是解决近室温热电转换瓶颈的一个重要途径。温差热电池原理和经典形式液态热化学电池的介绍段教授团队研究的是TGCs，与传统的温差热电池相比，有两个不同之处：（1）TGCs的能量转换是基于液态的;（2）TGCs中
海外星云 2021年16期2021-12-07
- Bi0.5Sb1.5Te3块体热电材料的高气压烧结与热电性能研究
mesis测量塞贝克系数和电导率。2 结果与讨论2.1 Bi0.5Sb1.5Te3物相分析图1为Bi0.5Sb1.5Te3的XRD衍射图谱及主峰放大图。图1 Bi0.5Sb1.5Te3的XRD衍射图谱及主峰放大图由图1a可见，所有高压烧结样品和在管式炉中烧结的Bi2Te3本征块体一样，谱峰整洁，峰型完整，且谱线中没有任何其他生成相与杂质，说明结晶度完好、纯度很高。由图1a还可看出，Bi0.5Sb1.5Te3化合物经过吸氢与渗氮处理后仍属R-3m(166)空
沈阳理工大学学报 2021年5期2021-11-29
- 反应磁控溅射氧化镍薄膜的自旋塞贝克效应
3-5]。自旋塞贝克效应是自旋电子学研究中的热点，该效应是指在(亚)铁磁体中存在温度梯度时能够产生自旋塞贝克电压信号的现象[6-7]。由于温度梯度而使自旋方向向上和自旋方向向下的电子分布不均，出现自旋极化现象，进而产生自旋塞贝克电压，自旋塞贝克电压再驱动自旋流，这使得来自铁磁体的自旋流能够在宏观尺度上注入到附着的非磁性金属中[8]。逆自旋霍尔效应[9-10]则能将注入非磁性金属的自旋流转换成电荷电压，从而产生电动势，易于测量[11]。研究者们从磁性半金属C
人工晶体学报 2021年9期2021-10-27
- 球磨工艺调控碲化铋基材料微结构及热电性能研究
能材料，利用其塞贝克效应和帕尔贴效应能够组成热电发电器件[1]以及热电制冷器件[2]. 与传统的制冷以及发电器件不同，热电器件不存在水循环和转子等运动装置，有使用寿命长、体积小、无噪声等优点，被广泛应用于深空潜航[3]、太阳能发电[4]、废热回收[5]、热电冰箱[6]、微型制冷器[7]、热电传感器[8]等领域.随着研究的不断深入，学者们开发出越来越多的热电材料，如Bi2Te3、SrAl2Ge2、Ba8Ga16Ge30等. 为区分热电材料性能的优劣，目前学术
四川大学学报（自然科学版） 2021年5期2021-10-18
- 热电材料塞贝克系数的不确定度评定
趣［1～5］。塞贝克系数是评价热电材料性能的关键参数。针对热电材料塞贝克系数的计量技术研究，美国国家标准与技术研究院（NIST）已研制出低温塞贝克系数标准物质碲化铋Bi2Te3（SRM 3451），相对扩展不确定度≤2.3%（k＝2），温度范围10～391 K［6，7］；德国联邦物理技术研究院（PTB）已研制出2种低温塞贝克系数标准物质ISOTAN和碲化铅PbTe，不确定度为2.5%～8%，温度范围300～850 K；英国国家物理实验室（NPL）也在研究纳
计量学报 2021年8期2021-09-09
- 新型二维SiSe的能带结构与塞贝克系数的第一性原理计算
K三种温度下的塞贝克系数。计算结果表明，当载流子浓度约为106cm-2时，n型SiSe单层的塞贝克系数在500 K下可达1490 μV K-1，p型SiSe单层的塞贝克系数可达1576 μV K-1，这说明SiSe可能是一种有潜力的热电材料。近年来，由于能源的短缺及环境问题的加重，人们需要寻找新的环境友好的能源。一种可以把热能转换成电能的功能材料——热电材料，引起了科学家们的广泛关注。热能转换成电能主要依靠塞贝克效应来实现。两种不同的金属构成一个完整的闭合
电子世界 2021年10期2021-06-29
- 外延石墨烯纳米带中纯自旋流的实现
导G↑(↓)和塞贝克系数S↑(↓)的计算公式为：在低温区，不同自旋电子的塞贝克系数可以近似为：式中，EF是费米能级；kB是玻尔兹曼常数。可以看出，塞贝克系数S↑(↓)与透射系数τ↑(↓)成反比，与透射谱的斜率成正比[8]。因此，需要调控器件透射系数和透射谱的斜率来改善器件的塞贝克系数。2 研究结果与讨论2.1 输运性质为了研究双边外延等腰三角形的腰长对ZGNR输运性质的影响，分别计算了本征、W1（腰长为1个碳二聚体）、W2（腰长为两个碳二聚体）以及W3（腰
通信电源技术 2021年4期2021-06-07
- 石墨烯热电器件栅控特性研究
工作原理归因于塞贝克效应、帕尔帖效应和汤姆逊热效应[1-2]，能够直接实现热能和电能的相互转换。热电器件中所使用的常见材料有碲化铋、碲化铅、硅锗合金等。在低维纳米材料的量子受限效应被提出后，因其电子态密度更加集中有助于提高材料的导电性，并且固有的材料界面有利于声子散射而降低材料的热导率，所以研究者对低维纳米材料的物理热电性质进行了广泛的研究，而石墨烯正是一种新型低维纳米材料。石墨烯是一层致密蜂窝状二维晶体结构的单层碳原子，其电子输送遵循狄拉克方程，因此表现
光学仪器 2020年6期2021-01-20
- 石墨烯增强水泥基复合材料的制备及热电性能研究*
得出，ZT值与塞贝克系数、材料电导率、环境温度呈正相关关系，与材料的热导率呈负相关关系。为了提高材料的ZT值，需要在提高材料的塞贝克系数、电导率，降低材料的热导率等方面做研究工作[16]。已有研究文献报道了热电水泥基复合材料研究中的塞贝克系数、电导率和热导率，但少有研究水泥基复合材料的ZT值。目前，将石墨烯纳米片(GNP)掺入水泥中来改善此类复合材料的热电性能(S、σ和κ)的研究较少。多层石墨烯纳米片[17-18]具有许多优良特性，包括重量轻、电导率和导热
功能材料 2020年10期2020-11-09
- Sr0.9La0.1TiO3热电材料的制备与电输运调控 *
1)式中：S为塞贝克系数；σ为电导率；T为热力学温度；κ为热导率.高热电优值热电材料，需具有的塞贝克系数和电导率要大，而热导率要小[3].目前，在已有的热电材料中，只有合金热电材料具有相对较高热电优值，而且已在非常有限的领域和规模实现发电应用.合金材料未能推动热电发电广泛应用，除了考虑到材料稳定性，成本以及环保之外，较低的热电优值仍是主要限制因素[4].金属氧化物热稳定性高且环保，组分自然界丰富，制备工艺相对简单，可作为热电材料用于热电发电[5].已有的研
内蒙古科技大学学报 2020年3期2020-09-23
- 体温枪测出的体温为什么忽高忽低，天冷还要捂热才能用？
电压，这被称为塞贝克效应或者说第一热电效应。根据热电偶导体材料的不同，它们也被标准化命名为 K、R、S、J、K型热电偶。体温枪的K型热电偶在0℃～1000℃，温度每增加10℃，输出电压就固定增加约400微伏。利用输出电压，就可以算出温度升高了多少。从图中可以看到，塞贝克系数（单位温度变化带来的电压变化）曲线在0摄氏度以下就急剧变化。体温枪是按照人体温附近的塞贝克系数计算温度的，0摄氏度以下由于曲线变化剧烈它算出来的值就没用了。体温枪因此会要求环境温度10℃
电脑报 2020年11期2020-06-30
- 碳纤维增强水泥基复合材料的制备及热电性能研究*
直接转换，基于塞贝克效应、Peltier效应、Thomson效应，可制造出实现热能与电能相互转换的温差电器件。1998 年，M.Q.Sun等首次发现并提出了 CFRC 的塞贝克效应[5]，并研究了CFRC 的塞贝克效应在结构温敏检测和诊断中的应用[6]。S.H.Wen等发现了CFRC的塞贝克效应是由作为p型热电效应材料的载离子的定向移动引起的[7]，并证明了CFRC塞贝克系数主要取决于载流子的迁移速率和散射[8]。H.Y.Cao等[9]和J.Wei等[10
功能材料 2020年4期2020-04-28
- 基于第一性原理的AlGaN合金热电性质研究
跨越带隙，导致塞贝克系数降低，因此在高温区域热电材料需要有宽带隙防止载流子激发[2]。氮化物材料具有禁带宽度大、热稳定性好、电导率以及塞贝克系数高的优点，因此在热电材料领域具有巨大的应用潜力。基于合金化[3-4]，掺杂[5]等方法可以改变材料的输运性质，为了提高材料的热电优值，论文采用合金化方法对GaN合金化，进而对其热电性质进行优化。在2009年，Hua等[6]研究了AlInN的热电性质，其结果表明AlInN热电性能的提高可能是由于热导率的降低。2012
人工晶体学报 2019年12期2020-01-13
- 天然硫化物矿物对地球深部热能的热电转化效应研究
S2的电导率和塞贝克系数增大从而提高热电转化率(Uhligetal., 2014)；黄铜矿(Cu1+xFe1-xS2)具有理想的热电性能，并且在较低x值时具有较高的塞贝克系数(Angetal., 2015)；黝铜矿(Cu12Sb4S13)和斑铜矿(Cu5FeS4)额外的声子散射模式阻碍了晶格热传导过程，从而显著提高了其热电转换效率(Qiuetal., 2014; Chettyetal., 2015; Wyzgaetal., 2017)；具有金属阳离子缺陷的
岩石矿物学杂志 2019年6期2019-11-28
- 基于波浪能和塞贝克效应的外加电流船舶防腐蚀系统
捷基于波浪能和塞贝克效应的外加电流船舶防腐蚀系统杨文迪，张浩，吴文捷（武汉理工大学 自动化学院，湖北 武汉 430000）海洋有着丰富的波浪能，但目前对波浪能的利用较为单一，大多利用波浪能发电，且设备大部分都在海岸线附近，在广阔海平面上的利用较少。船舶燃油存在巨大热损，且此部分能量损失得不到合理的利用。设计了一种基于波浪能和塞贝克效应的外加电流船舶防腐蚀系统，将能源转化为电能，利用外加电流的阴极保护法原理，对船舶的电化学腐蚀和微生物腐蚀起到一定的防护作用，
科技与创新 2019年13期2019-08-12
- rGO/Ag0.005Sn0.995Se热电复合材料的制备及性能研究
Se有着更高的塞贝克系数、更低的热导率。Zhao等[4]在2014年首次报道了单晶SnSe在923 K时取得2.62的ZT值，是目前热电材料研究报道ZT值的最高纪录。然而单晶SnSe虽然热电性能高，但是它的制备条件苛刻，成本高，力学性能差，在热电器件应用方面的发展受到了限制[5-7]。因此，目前对SnSe的研究更多的集中在具有应用价值的多晶SnSe的制备上。然而，纯的多晶SnSe电学性能较差，ZT值仅有0.5[8]。为了得到导电性更好的多晶SnSe，化学掺
人工晶体学报 2019年5期2019-06-18
- 通过温差电测量技术实现对金属材料无损检测的研究
情况也被称作为塞贝克效应（Seebeck effect）或热电效应。塞贝克电势大小与接触面积之间并为出现相关性，导致出现塞贝克效应的主要因素在于温度与材料。而温差电测量技术作为检测金属材料无损情况主要技术之一，只有针对其展开研究，才可以得出最后检测效果。1 温差电测量设备搭建方式本文搭建一种可以有效检测出金属材料塞贝克系数的设备，通过使用该设备可以快速且有效检测出材料具体塞贝克系数，同时通过使用该设备测量时，可以有效检测出金属材料塞贝克系数变化，并且也可以
世界有色金属 2019年23期2019-03-05
- 人工分子磁体中的温差电效应
09)0 引言塞贝克效应是指温差产生电压、电流的现象。人们发现在半导体和金属中都可以实现塞贝克效应。随着纳米科学的进步以及器件的小型化,器件产生的热量成了越来越突出的问题,而且塞贝克效应可以直接把热能转换为电能,为清洁能源的产生提供了一个关键途径。近来,人们开始研究量子体系中的塞贝克效应[1-6],且其已成为一个新近研究热点,例如,在分子隧穿结中的塞贝克效应[1],外加铁磁电极产生磁致塞贝克效应[3],可以用于制作热传感器[4],也可以用温差产生自旋流[5
山西大学学报（自然科学版） 2018年4期2018-12-12
- 热电功能砂浆的塞贝克效应及其增强
热电效应特别是塞贝克效应(Seebeck effect)正逐渐成为研究的热点.塞贝克效应是温度梯度所引起的载流子从高温端流向低温端,从而产生温差电动势的现象.塞贝克效应示意图如图1所示.由图1可见：当载流子是空穴(正电荷)时,产生的温差电动势在低温端为正极,表现为P型半导体性质；当载流子为电子(负电荷)时,产生的温差电动势在高温端为正极,表现为N型半导体性质[1].1998年，Sun等[2]报道了碳纤维增强水泥基材料(CFRC)具有塞贝克效应；Wen等[3
建筑材料学报 2018年5期2018-11-02
- “电子三明治”提高热电转换效率
，这种现象称为塞贝克效应。塞贝克效应的实质在于，两种金属接触时会产生接触电势差（电压），该电势差是由于两种金属中的电子溢出功不同以及两种金属中电子浓度不同造成的。科学家一直在研究如何将电子限制在狭窄的空间内，以此来提高热电转换效率。研究人员预测，如果德布罗意波长较长的电子（也就是更加分散的电子）被限制在一个狭窄的导电层中，那么热电转换效率可以显著提高，但这尚未得到实验证实。由北海道大学太田裕道（Hiromichi Ohta）教授领导的研究小组设计了一个超晶
知识就是力量 2018年8期2018-08-16
- Half-Heusler合金TaCoSb的制备及Sn掺杂对其热电性能的影响
EM-3上测量塞贝克系数和电导率。3 结果与讨论图1为材料TaCoSb1-xSnx(x=0，0.1，0.15，0.2) 的球磨样品和热压样品的XRD图谱。由图1(a)可知，经过1 100 ℃ 48 h的高温烧结，随后球磨所得的粉末样品均不存在单质元素，说明金属元素已经开始扩散并合金化，但也并没有完全形成half-Heusler相。未掺杂样品TaCoSb的粉末中形成了一定量的HH相，但Sn掺杂的粉末样品几乎没有形成HH相。经过直流快速热压后所有成分TaCoS
西华大学学报（自然科学版） 2018年3期2018-06-01
- 钒边缘修饰扶手椅型硅烯纳米带中的自旋输运
过对自旋和电荷塞贝克系数的计算，笔者发现在电极反铁磁构型（AFM）下，温度处于-223≤T≤-123℃范围时，B系统的自旋塞贝克系数大于电荷塞贝克系数，这些理论结果对ASiNR器件的设计具有一定的指导意义。1 研究模型与方法笔者设计了如图1所示的三种不同边缘修饰ASiNR的两极系统A、B和C，并对其中的自旋输运性质进行计算模拟。每个系统包含三部分：左（L）右（R）电极以及代表器件的中间散射区。在每个半无限电极中选取2个原胞大小的超胞进行模拟；中间散射区需要
苏州科技大学学报(自然科学版) 2018年1期2018-03-21
- 有 机热电材料实现电致制冷
域的快速发展。塞贝克效应和帕尔贴效应是热电转换的两大基本效应。基于热电器件的塞贝克效应可以实现温差发电，而基于帕尔贴效应则可以实现电致制冷，从而实现多种功能应用。目前，有机热电材料与器件的功能研究集中于塞贝克效应。尽管人们预计有机热电薄膜器件在电致制冷方面具有自身优势，但是该类体系的帕尔贴效应的精确研究受限于高性能器件的构建和电致温差的原位实时测量两大难题，相关系统研究尚未见报道。中国科学院化学研究所有机固体重点实验室的研究人员长期致力于有机热电材料的研究
张江科技评论 2018年5期2018-02-04
- 用四探针平台测量热电材料塞贝克系数的实验探索
台测量热电材料塞贝克系数的实验探索裴艺丽1张师平2李亚男2陈 森1吴 平2(北京科技大学1物理实验中心；2数理学院，北京 100083)热电材料能实现电能和热能之间的相互转化，具有清洁无污染等特点，在未来能源中具有越来越重要的地位。塞贝克系数是指热电材料上存在温度差异时引起的电势差与温差的比值，是热电材料热电特性衡量的主要参数之一。本文使用四探针平台配合珀尔贴片、热像仪、数字电压表等设备搭建了塞贝克系数的测量装置。此装置不仅结构简单，测量较为准确，并可以配
物理与工程 2017年5期2017-09-12
- 日本科学家发现低温热电材料，具有低温高热电效应
进行了电阻率、塞贝克系数和热导率测定。结果发现，结晶尺寸增大，热导率和塞贝克系数也随之增大，在最大结晶尺寸情况下实现了高热导率。通过回旋共振试验，他们发现电子有效质量比自由电子的质量高出5倍。最后证实观察到的FeSb2巨大塞贝克系数和输出因子，是由在晶界散射的平均自由行程较长的声子与有效质量大的电子相互作用造成的。（中国科技网）
创新时代 2016年10期2017-05-06
- Mn4+掺杂对CdO多晶电、热输运性能的影响
其电阻率降低、塞贝克系数变大； Mn4+掺杂虽然可以降低CdO的声子热导率κp，但因为电子热导率κe的大幅上升从而使样品的总热导率κ升高.本研究结果为CdO热电性能的进一步调控及优化提供了基础.CdO；Mn4+掺杂；电输运；热输运随着环境的日益恶化和传统化石能源的短缺，热电材料(thermoelectric materials，TE)作为一种绿色环保的新能源材料越来越受到各国政府和科研人员的重视[1-10].热电材料的性能常采用无量纲热电优值ZT来衡量，Z
河北大学学报（自然科学版） 2017年2期2017-04-26
- 实验研究铜铁热电偶的温差与电势
观准确地演示了塞贝克效应和帕尔贴效应，同时也拓展了学生的知识面，满足了学生的好奇心，引导学生关心当代工业发展动态，提高学生对实验课的重新认识。温差电势；热电偶; 金属材料(铜与铁)；实验教学温差发电现象最早是在金属中发现的，对大多数金属，这种效应极为微弱[1-2]，因此在目前传统的普通物理实验中没有真正得到重视。本文把金属材料的热电势运用到普通物理实验中，与温差热电偶的实验相对应，使学生对温差电现象有一个全面的直观认识和了解。给出了制作及实验测试方法，介绍
实验科学与技术 2017年1期2017-03-15
- Na/Cu双掺杂对Ca3Co4O9热电材料性能的影响
试样的电阻率、塞贝克系数和功率因子的影响。结果表明，双掺之后的XRD图谱与标准JCPDS图谱保持一致，没有引进新的杂质；通过双掺样品的致密性提高，电阻率大幅降低；随着温度增加，电阻率随之降低，Seebeck系数增大，功率因子增大，热电性能得到提高，在1050 K时，(Na0.1Ca0.9)3(Co0.9Cu0.1)4O9试样的功率因子最高达到448 μW/mK2。Na-Cu双掺；Ca3Co4O9；热电材料；电阻率；Seebeck系数0 引 言热电材料是一种
陶瓷学报 2016年2期2016-09-03
- 水热法合成Ag2S/Bi2S3复合材料及其热电性能研究
分析，闪光法和塞贝克系数/电阻测量系统测试复合块材的热电性能，系统地研究了Ag2S的含量对Ag2S/Bi2S3复合材料热电性能的影响。实验结果表明，水热法成功地合成了具有球形结构的Ag2S/Bi2S3复合粉末；块体样品的塞贝克系数都为负，说明样品为n型半导体；适量的Ag2S复合Bi2S3不仅有效地降低了材料的热导率，同时也提高了电导率；当Bi2S3与3%的Ag2S复合时样品的热电优值(ZT值)最大，其在724 K时的ZT值为0.23，为纯Bi2S3样品在该
功能材料 2016年5期2016-09-02
- 基于塞贝克效应的热电转换装置的研究
5002基于塞贝克效应的热电转换装置的研究刘兴云杨火祥付晶晶刘梦辉翟俭超鲁池梅 湖北师范学院 物理与电子科学学院湖北黄石435002【文章摘要】自21世纪以来，能源危机越来越严重，进而成为人类越来越关注和需要解决的首要问题。把人类生产生活中所废弃的热能很好的进行利用，无疑可以在一定的程度上缓解日益严重的能源危机。热电转换装置则是一种把人们生活中所浪费的热能收集起来，利用塞贝克效应转换成电能并将其电压稳定然后供给移动设备或储能设备。提高能源的利用率，实现节
电子制作 2016年4期2016-03-17
- 热电材料中自旋轨道耦合效应对电输运的影响*
体热电材料利用塞贝克效应和帕尔贴效应实现温差发电或电制冷，被应用在空间用特种电源、汽车尾气废热或工业余热发电、电子器件制冷等领域。相比于其他能量转换技术，热电材料构成的器件具有无污染、可靠性高、无需运动组件和无需光源等优势，但其能量转换效率仍旧较低。提高材料的热电性能，是优化热电器件能量转换效率的第一步。高性能热电材料应具有高的塞贝克系数(同等温差下高的电动势)、低的电阻率和热导率，而这些物理参数本身相互关联，协同优化这些物性是热电材料研究的核心。本质上，
自然杂志 2016年5期2016-02-10
- 半导体热电材料电学参数综合测试装置的搭建与应用*
大学)0 引言塞贝克系数、电导率和热导率是衡量半导体致冷材料电学性能优劣的重要参数，在半导体热电材料性能优化与研发过程中电学参数的测试方法已经基本成熟［1］.但是，在材料的生产过程中电学参数的监测过程还存在没有解决的技术问题.在热电材料的生产过程中(以Bi2Te3基取向固溶体晶棒为例)，通常采用熔炼区熔法生产，区熔过程中由于熔区对材料产生分凝作用从而造成在晶棒材料头、尾的成分偏析使材料的热电性能发生变化.通常情况下晶棒的头、尾部热电性能较差，需要对晶棒的头
哈尔滨师范大学自然科学学报 2015年4期2015-09-09
- 珀尔帖效应与塞贝克效应综合演示仪
次发现的，称为塞贝克效应，对应的技术应用为半导体温差发电;后者是1834年德国物理学家珀尔帖发现的，称为珀尔帖效应，对应的技术应用为半导体制冷。对温差半导体而言，其自身存在着两种工作过程相反的珀尔帖效应和塞贝克效应，这两种效应互为逆效应。在理论教学中，需要通过演示仪器让学生能直观认识珀尔帖效应与塞贝克效应，但传统的演示仪只能单一演示珀尔帖效应或塞贝克效应，不能够直观演示两种效应互为逆效应的现象。利用温差半导体设计了一种珀尔帖效应与塞贝克效应综合演示仪，实现
大学物理实验 2015年4期2015-07-03
- 塞贝克效应实验装置的设计与实验结果
)德国物理学家塞贝克于1822年首先发现由两种不同材料制成的回路，当二个结点处的温度不等时，回路中有电流存在，在两结点间产生了电动势，这种由于温差的存在而产生的电效应，后来称之为塞贝克效应［1］。它是温差电效应中的一种，具有二方面的应用价值:一是根据温差电动势的大小测量温度，制成温度传感器，广泛地用于温度自动探测、工业生产、智能机器人、航空航天等领域［2，3］;二是利用存在的温差制造电源、电池等［4，5］。例如，电子和机械装置在工作过程中，自身都会产生一定
上饶师范学院学报 2015年3期2015-05-08
- Bi1.6Pb0.4Sr2Co2Oy／Ag复合块材高温热电性能
κ.S是材料的塞贝克系数，ρ是材料的电阻率，κ是材料的热导率，电学参量S2／ρ又称为功率因子.可见，优良的热电材料应具有较大的功率因子，同时具有较小的热导率.长期以来，热电材料的研究主要集中在由重金属元素组成的化合物半导体和合金材料上，如商用的传统热电材料Bi2Te3，BiSb，PbTe及Si－Ge，具有声子玻璃－电子晶体结构的填充方钴矿、笼式化合物材料，Half－Heusler合金，β－Zn4Sb3合金等.但上述这些材料抗氧化能力弱、高温热稳定性差且多含
河北大学学报（自然科学版） 2014年2期2014-10-09
- 机械合金法制备ZnO基热电材料及其性能研究
撑后,复合材料塞贝克系数大大降低,当聚对苯撑添加量的质量分数大于2%时,纳米复合材料的塞贝克系数均低于100µV·K−1,远低于传统合金类热电材料的相应值;而复合材料的电导率却随聚对苯撑添加量增加而增大,当聚对苯撑添加量的质量分数增加到4%时,750 K下的电导率上升至2 500 S·m−1,较单一材料的电导率提高5倍以上。复合材料的热导率较纯ZnO(10 W·m−1·K−1)大大降低,并随聚对苯撑添加量的增加而降低,当其添加量的质量分数为4%时,其复合材
上海第二工业大学学报 2013年3期2013-08-16
- 基于LTC3108的电焊热能收集转换装置的研究
的热量，本文以塞贝克效应为理论基础，采用半导体温差发电的原理，将电焊时产生的热量加以回收，转换成电能再利用。1 热能收集转换装置的设计热能收集转换装置主要包括热电转换模块和LTC3108升压转换模块两部分构成，其电路原理图如图1所示。图1 热能收集转换装置电路原理图1.1 温差发电温差发电又叫热电发电，是一种绿色环保的发电方式。温差发电技术具有结构简单，坚固耐用，无运动部件，无噪声，使用寿命长等优点。可以合理利用太阳能、地热能、工业余热废热等低品位能源转化
大庆师范学院学报 2012年3期2012-09-25
- 掺钠对钴酸钙热电性能影响研究＊
材料的热电率(塞贝克系数),σ是材料的电导率,λ是热导率,S2s被定义为材料的功率因数P。钴酸钙(Ca3Co4O9)是一种新型的热电材料,其具有不易潮解、化学稳定性好以及热电性能好等优点。Ca3Co4O9属于单斜晶系,具有规则的层状结构,由绝缘层Ca2CoO3和导电层CoO2沿c轴交替排列而成(其晶体结构示于图1)[3]。Ca2CoO3层为岩盐结构,Ca—O和Co—O都是以离子键形式结合,不能提供导电离子,只作为绝热层以降低材料的热导率;CoO2层是八面体
陶瓷 2010年9期2010-11-20
- 走走路，充充电
，德国物理学家塞贝克发现，在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当两接触点的温度不同时，回路中会产生一个电势，这就是热电效应，也称作“塞贝克效应”。这个雨靴的工作原理正是应用了塞贝克效应——靴子中的热点模块会把感应到的温度差转化为电压，将穿着者脚部所散发的热量收集起来并实时转换为电能，给手机充电。公司表示，使用者穿着这双雨靴达到12小时并正常行走的话，它所收集到的热量可以给手机提供运行一个小时的电量。
创新科技 2010年7期2010-06-08