热电材料是一种能够实现热能和电能直接相互转化的材料。在废热回收和半导体制冷方面有着广泛的应用前景。并且热电材料的广泛使用,有利于提高我国能源利用率,可解决突出的能源枯竭和环境污染与社会不断发展的矛盾。
本书着眼于新型热电体系,从热电材料的基本理论、制备方法和性能优化等方面进行了深入论述,提出现有热电材料体系存在的问题和未来的发展方向。
样章试读
目录
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1热电材料1
1.1背景1
1.2热电效应2
1.2.1赛贝克效应2
1.2.2珀尔帖效应3
1.2.3汤姆孙效应4
1.3热电器件的应用5
1.4热电发电机6
1.5热电转换效率及热电优值6
1.6热电材料的优化和性能增强7
1.7热电材料研究进展9
1.8典型的热电材料10
1.8.1块体热电材料10
1.8.2Cu2-xX(X=S,Se)基热电材料15
参考文献16
2“声子液体”热电材料20
2.1铜硒相图和结构表征23
2.1.1热电传输特性23
2.1.2电镜分析24
2.1.3比热容25
2.2块体Cu2-xS热电材料的结构、热电性能和机械性能26
2.2.1样品合成和烧结后块体样品的相结构26
2.2.2样品的电传输性能27
2.2.3样品的热传输性能28
2.2.4样品的热电性能稳定性30
2.2.5样品的机械性能31
2.2.6第一性原理计算电子能态密度:能带结构31
2.3熔淬结晶Cu2-xSe结构和热电性能33
2.3.1样品的结构33
2.3.2样品的合成和烧结后块体的相结构35
2.3.3形貌37
2.3.4热电性能39
2.4Cu1.98SxSe1-x结构性质和热电性能41
2.4.1样品合成41
2.4.2第一性原理计算41
2.4.3结构性质46
2.4.4热电性能48
2.4.5Cu1.98SxSe1-x块体的热电兼容性因子52
2.5Cu1.8+xSe化合物的热电性能优化53
2.5.1Cu1.8+xSe化合物样品制备53
2.5.2Cu1.8+xSe样品的微观形貌56
2.5.3Cu1.8+xSe样品的热电性能57
2.6Te掺杂和I掺杂Cu4-xSe块体的结构、热电性能和机械性能60
2.6.1Te掺杂和I掺杂Cu4-xSe样品制备60
2.6.2第一性原理计算60
2.6.3Te掺杂和I掺杂Cu2-xSe样品的结构性质63
2.6.4Te掺杂和I掺杂Cu2-xSe样品的热电性能66
2.6.5Te掺杂和I掺杂Cu2-xSe样品的硬度70
2.7Cu1.8S 样品的热电性能研究71
2.7.1In和Cd 掺杂Cu1.8S样品的热电性能71
2.7.2MA法制备的Cu1.8S粉体和SPS烧结后块体的相结构72
2.7.3HS+SPS制备CuS76
2.7.4Na掺杂Cu9S5基热电材料及其热电性能的研究77
2.7.5不同SiO2尺寸弥散Cu1.8S基热电材料79
2.8“声子液体”热电材料展望81
参考文献82
3硒化锡基热电材料87
3.1硒化锡简介87
3.1.1硒化锡的晶体结构87
3.1.2硒化锡原料储量、价格与安全性89
3.1.3硒化锡的热电性能89
3.2硒化锡热电材料的制备方法95
3.2.1单晶硒化锡热电材料的制备方法95
3.2.2多晶硒化锡热电材料的制备方法103
3.2.3热电性质测试123
3.3硒化锡热电材料的研究进展123
参考文献141
4含铟热电化合物材料146
4.1纳米复合含铟热电材料147
4.1.1铟硒化合物热电性能的探究147
4.1.2InSe的纳米管结构、电子结构和热电特性148
4.1.3In2Se3150
4.1.4In3Se4152
4.1.5In4Se3152
4.1.6In6Se7153
4.2铟硒化合物合成及制备方法154
4.2.1散装材料In3Se4和In2Se3的合成154
4.2.2溶剂热-煅烧法制备InSe纳米晶157
4.2.3In4Se3系热电材料的合成159
4.2.4薄膜材料的制备159
4.3其他含铟化合物热电材料161
4.3.1超小单晶锑化铟纳米线161
4.3.2掺杂化合物热电材料165
4.4三元含铟热电材料及其制备171
4.4.1CuInSe2的晶体结构与材料特性171
4.4.2花状CuInSe2微晶的制备172
4.4.3CuInSe2薄膜的制备与性能研究175
4.4.4宽带隙n型半导体CuIn5Se8的热电性能研究180
4.5含铟超晶格热电材料183
4.5.1(ZnO)5In2O3的电学传输性能183
4.5.2ZnxInyOx+1.5y体系的高温热电性能186
参考文献189
5氧化物热电材料194
5.1NaCo2O4热电材料195
5.1.1NaCo2O4材料的晶体结构195
5.1.2NaCo2O4材料制备方法的研究196
5.1.3NaCo2O4材料的热电性能197
5.1.4Ag掺杂对NaCo2O4材料热电性能的影响201
5.1.5Ca掺杂NaCo2O4材料的热电性能研究204
5.1.6Ni掺杂NaCo2O4材料的热电性能研究207
5.2Ca-Co-O系热电材料211
5.2.1Ca2Co2O5的制备方法211
5.2.2Ca2Co2O5的结构及特征213
5.2.3Ca2Co2O5的热电性能表征218
5.2.4掺杂Sm3+的Ca-Co-O系热电材料的制备与性能研究220
5.3In24M8O48(M= Ge4+,Sn4+,Ti4+,Zr4+)电子结构及低温热电性质224
5.3.1晶体结构和计算225
5.3.2低温热电性质226
5.4ZnO基氧化物热电材料231
5.4.1ZnO-In2O3超晶格结构的晶界电阻235
5.4.2Ga掺杂In2O3-ZnO超晶格结构238
参考文献243