摘要：利用热电发电器(TEG)进行温差发电是LNG冷能利用的方式之一,而目前低温下热电材料塞贝克系数研究的缺失给低温TEG的设计带来了障碍。因此,本文提出一种通过TEG模块的实验得到低温下该模块所用热电材料(α)的测量方法,并测试了热电材料Bi_(2)Te_(3)在90~180 K温度范围内的α。结果表明:Bi_(2)Te_(3)在低温下的α随温度的降低而减小,温度从180 K降至90 K,α从124.6μV/K降至49.3μV/K,且与温度成二次函数关系。

摘要：为避免热电材料在高温测试过程中被氧化,基于塞贝克效应(Seebeck effect)设计一种在真空高温环境下测试热电材料Seebeck系数的新型装置。装置主要包括真空系统、样品支架系统和控制总成3部分。该新型装置成本低廉,易于操作,其应用不但可以有效防止高温环境中样品测试的氧化现象,而且可以在高温真空环境下准确、快速地测量样品的Seebeck系数。

摘要：给出了塞贝克系数和电阻率测量设备的搭建方法,详述了其测量原理、设计的具体装置、数据采集和处理程序工作流程,并通过对不同样品的测量验证了该设备的测量精度.该设备用的控制程序是基于自主开发的LabMeasure测量控制软件平台,使用Pascal script语言编程.该设备具有搭建容易、操作简便、测量时间短、测量精度较高等特点.

摘要：针对现有涉及塞贝克系数测试装置的结构复杂,测试过程耗时较长,测量精度较低等问题,采用准确的高电压电流控制电路,并基于模糊自调整PID控制器,设计一种新型的塞贝克系数测量仪。该系统可以从任意方向对热电材料的塞贝克系数进行测量。实验证明,该测量仪抗干扰能力较强,控制及测量精度高。

摘要：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,并可以配合精密恒流源与直流数字电压表直接测出热电材料的电导率。为本科生设计大学物理实验项目时,可以应用本文提供的测试方法结合薄膜制备手段组成热电薄膜制备与表征的一系列实验。

摘要：作为一种材料基因特性的内禀属性,构型熵是材料基因组中一个新兴的指征因子.设计具有高构型熵的多组元热电材料,可以通过严重的晶格畸变显著降低晶格热导率,并通过提高晶体对称性改善塞贝克系数.然而,高构型熵也造成了载流子迁移率的恶化,从而限制了zT值的改善.本文通过在众所周知的(GeTe)_(1-x)(AgSbTe_(2))_(x),即TAGS合金中用Bi取代一半的Sb,设计了(GeTe)_(1-x)(AgSb_(0.5)Bi_(0.5)Te_(2))_(x),又称TABGS合金,以证明熵工程的有效性.鉴于TAGS合金的载流子平均自由程较低,已接近Mott-Ioffe-Regel极限,进一步的Bi置换和构型熵增加不会再损害载流子迁移率.此外,通过高构型熵抑制菱方-立方相变和降低的载流子浓度有助于大幅提高Seebeck系数.而且,AgSb_(0.5)Bi_(0.5)Te_(2)合金化诱导的多尺度微观结构和减小的声速有效地抑制了晶格热导率.因此,(GeTe)_(0.80)(AgSb_(0.5)Bi_(0.5)Te_(2))_(0.20)的最高zT值在723 K达到了1.60,300到773 K之间的平均zTave值达到了1.23.同时,由于固溶硬化其室温维氏硬度达到了2.21 GPa.这些结果强调了熵工程在提高热电性能方面的有效性,特别是对大量具有本征低载流子迁移率的材料而言.

摘要：具有优异光电响应特性的二维材料,在新型红外探测技术中展现了极高的应用价值与潜力。对于由二维材料制备的红外探测器,通过引入局域场调控的方式能够显著提升其红外探测性能。一种基于光热电效应的局域温度场调控技术被研究人员报道,该技术结合了双层旋角石墨烯形成的摩尔超晶格结构。摩尔超晶格的形成使体系的塞贝克系数产生变化,从而使光照激发的热载流子浓度在空间上形成梯度变化,通过高分辨度的光电流显微镜探针可以探测双层石墨烯内单个摩尔晶胞的光电响应,从而获得体系的高分辨率光电流空间分布。该技术展示了旋角电子学在光电探测领域的前景,为未来的单光子探测器提供了设计思路。

摘要：采用合金设计、真空熔炼、快速凝固、球磨制粉、冷压成形和常压烧结工艺,制备了Cu、S掺杂的n型Bi_(2)Te_(2.7)Se_(0.3)热电材料,采用XRD、SEM和ZEM-3热电测试系统等表征热电材料晶体结构、微观形貌和热电性能,研究Cu、S掺杂的n型Bi_(2)Te_(2.7)Se_(0.3)热电材料热电性能机理。结果表明:Cu_(y)Bi_(2)Te_(2.62)S_(0.08)Se_(0.3)热电材料晶体结构为R-3m空间群斜方晶系的六面体层状结构;掺杂Cu的Cu_(y)Bi_(2)Te_(2.7)Se_(0.3)热电材料,形成Cui间隙缺陷和Bi′Te反位缺陷,随着载流子(电子)浓度增加,载流子迁移率降低,电导率显著增大;掺杂S的Bi_(2)Te_(2.62-z)SzSe_(0.3)热电材料,生成化学键健能较Bi-Te强的Bi-S,抑制反位缺陷Bi′Te形成,少数(空穴)载流子浓度减小,同时增强声子对声子散射和点缺陷对声子散射,从而使晶格热导率和双极扩散热导率降低,总热导率明显降低,抑制塞贝克系数的减少;Cu、S共掺杂的协同作用,n型Cu_(y)Bi_(2)Te_(2.62-z)SzSe_(0.3)热电材料电导率增大,而热导率基本不变,由此ZT值和功率因子显著提高;在300~400 K温度范围内,Cu_(0.03)Bi_(2)Te_(2.62)S_(0.08)Se_(0.3)的电导率约为7.0×10^(4)S/m,塞贝克系数约为220μV/K,功率因子约为2.4 m W/(m·K^(2)),热电优值(ZT值)约为1.0。Cu_(0.03)Bi_(2)Te_(2.62)S_(0.08)Se_(0.3)热电材料可广泛应用于低温尤其室温条件下的热电制冷器件和温差发电电池。

摘要：针对内燃机活塞表面温度变化迅速的特点,研制了一种瞬态温度传感器用于测量活塞表面温度。采用直流脉冲磁控溅射的方法将NiCr薄膜直接溅射沉积在高温烧结后嵌有NiCr、NiSi丝的陶瓷元件端面,NiCr薄膜外侧溅射Si3N4保护膜。传感器外壁选用带螺纹的304不锈钢作为铠装套筒。采用自行研制的薄膜热电偶静动态标定系统对所研制的瞬态温度传感器进行标定,结果表明：所研制的传感器在50-400℃范围内具有良好的线性和热稳定性,其塞贝克系数在39-41μV/K之间,非线性误差小于0.34%,重复性好;热接点薄膜厚度为355nm时,传感器的响应时间为41.7μs,且响应时间随着薄膜厚度的增大而增加;该瞬态温度传感器可以满足曲轴转速为1800r/min的内燃机活塞表面瞬态温度测试的需求。

摘要：研制了一种高温真空环境下同时测量热电材料Seebeck系数和电导率的实验仪器。围绕稳态温度梯度建立、微电压信号测量、真空和高温环境实现等技术要点构建了相应的实验硬件平台。利用LabVIEW图形化程序进行软件开发,实现测量过程的自动化、可视化,使仪器具备操作方便、测量精确高、开放性好、成本低等特点,较好地满足了材料及其相关专业的实验要求,提高了学生的动手能力和实验技能。