新型拓扑半金属TaP的合成和热电性能初探开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

能源匮乏和环境污染问题对新能源的发展提出了严峻的挑战,航天技术、微电子技术的发展使新能源得到了广泛的关注。热电材料具有体积小、质量轻、无污染、稳定性好等优点,引起了研究者的广泛关注。

热电材料是一种热能和电能之间可以相互转换的材料。由于材料两端温度不同,载流子产生定向移动从而产生电流或者载流子在一端堆积,材料两端便产生电压,形成一定的电势场[1]

热电效应是电流引起的可逆热效应与温差引起的电效应的总称,包括Seebeck效应、Pehier效应和Thomson效应[2]。Seebeck效应是1821年由德国物理学家塞贝克发现的,在两种不同的金属所组成的闭合回路中,当两接触处的温度不同时,回路中会产生一个电势,在此过程中热能转换成电能。Pehier效应是1834年由法国科学实验家珀耳帖发现的,在两种不同金属构成的闭合回路中通直流电,两个金属接头处产生温度差,在此过程中电能转换为热能。Thomson效应是指电流通过存在温度梯度的金属棒时,除了产生一定的焦耳热外,金属棒本身还会吸收或放出一定的热量[3]

较好的热电材料必须有较高的 Seebeck系数,从而保证有较明显的热电效应,同时应有低的热导率,使整个材料产生较大的温差。同时还要求热阻率较小,使产生的焦耳热量小。热优化值Z是这些影响因素的整合,因此用其来表征热电材料性能的优劣。其公式为Z=((S^2)*σ)/k

其中S为塞贝克系数, σ和k分别为电导率和热导率。

因此,提高材料的塞贝克系数、电导率以及降低材料的热导率都是热电材料的主要研究方向,但是由于S、σ、k之间存在较大的关联,一个参数的改变很难提高热电优值ZT,因此在研究时需同时考虑三个因素的改变[4]

过去半世纪期间,研究者对热电材料进行了深入地探索研究,开发出众多种类的热电材料,如今较为成熟的热电材料体系有Bi2Te3、PbTe、SiGe等,分别应用于不同温度下的热电转换[5]

您需要先支付 5元 才能查看全部内容!立即支付

该课题毕业论文、开题报告、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找,微信号:bysjorg 、QQ号:3236353895;