魏健宁
,
胡孔刚
,
杜大明
,
李养良
,
宋士华
,
鞠银燕
,
韩福生
机械工程材料
doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2007.01.014
利用多功能内耗仪对空气加压渗流法制备的通孔多孔铝的阻尼行为进行了研究,在20～400 ℃的温度范围内,在三个离散的低频率0.5,1.0和3.0 Hz下对试样的内耗和相对动力学模量进行了测量.结果表明:在多孔铝中宏观孔的大小是毫米量级,孔隙率达69%;在多孔铝试样的温度-内耗曲线上观察到了一个内耗峰,伴随着内耗峰的出现模量明显减小,该内耗峰的平均激活能为(1.39±0.03)eV.此内耗峰的机制为位错亚结构与晶界的相互作用导致晶界的粘性滑移受到限制造成的.
关键词:
通孔多孔铝
,
阻尼
,
内耗
,
低频
魏健宁
,
黄天成
,
胡孔刚
,
余剑敏
,
赵磊
,
杜大明
机械工程材料
doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2007.12.008
采用空气加压渗流工艺制备了孔直径为0.8～1.4 mm、孔体积分数高达76%的宏观孔开孔泡沫铝材料,采用多功能内耗仪测试了泡沫铝在不同温度、不同频率和不同振幅下的内耗谱特征,研究了泡沫铝的阻尼性能,分析了其阻尼机制.结果表明:泡沫铝主要有三种阻尼机制,一是孔周围的应力集中和模式转换,二是孔洞/金属基体界面处由于动力学模量相差很大而使机械能转化为热能,三是孔洞发生不均匀的膨胀或畸变使外加应变能耗散为热能.
关键词:
泡沫铝
,
阻尼性能
,
阻尼机制
段兴凯
,
胡孔刚
,
满达虎
,
丁时锋
,
江跃珍
,
郭书超
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2013.05.013
采用真空熔炼及热压烧结技术制备了Na和Al双掺杂P型Bi0.5Sb1.5Te3热电材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相结构和表面形貌进行了表征.XRD分析结果表明,Na0.04Bi0.5Sbl.46-xAlxTe3块体材料的XRD图谱与块体材料Bi0.5Sb1.5Te3的图谱完全对应,所有块体材料的衍射峰均与衍射卡JCPDS 49-1713对应,这表明Na和Al元素已经完全固溶到Bi0.5Sb1.5Te3晶体结构中,形成了单相固溶体合金.SEM形貌表明材料组织致密且有层状结构特征.Na和Al双掺杂提高了Bi0.5Sb1.5Te3在室温附近的Seebeck系数.在Na掺杂量为0.04时,同时Al掺杂量由x=0.04增加至0.12,电导率逐渐降低,在实验掺杂浓度范围内,Na和Al双掺杂会使P型Bi0.5Sb1.5Te3材料的电导率受到较大的损失.在300～500K时,通过Na和Al部分替代Sb,Na0.04Bi0.5Sb1.42Al0.04Te3和Na0.04Bi0.5 Sbl.38Al0.08Te3样品的热导率均有不同程度地减小,在300K时双掺杂样品Na0.04Bi0.5Sb1.42Al0.04Te3的最大Zr值达到1.45.
关键词:
双掺杂
,
热压
,
微结构
,
热电性能
段兴凯
,
胡孔刚
,
丁时锋
,
满达虎
,
张汪年
,
马明亮
稀有金属
采用真空熔炼和热压方法制备了Ga和K双掺杂Bi0.5Sb1.5Te3热电材料.XRD结果表明,Ga0.02Bi0.5Sb1.48-xKxTe3块体材料的XRD图谱与Bi0.5Sb1.5Te3的XRD图谱对应一致,但双掺杂样品的衍射峰略微向左偏移.热压块体材料中存在明显的(001)晶面择优取向.SEM形貌表明材料组织致密且有层状结构特征.Ga和K双掺杂可使Bi0.5Sb1.5Te3在室温附近的Seebeck系数有一定的提高,而双掺杂样品的电导率均得到了不同程度的提高,其中Ga0.02Bi0.5Sb1.42K0.06Te3样品的电导率得到较明显的改善.在300～500 K测量温度范围内,所有双掺杂样品的热导率高于Bi0.5Sb1.5Te3的热导率,在300 K附近双掺杂样品的ZT值得到提高,其中Ga0.02Bi0.5Sb1.42K0.06Te3样品在300 K时ZT值达到1.5.
关键词:
双掺杂
,
真空熔炼
,
热压
,
显微结构
,
热电性能
段兴凯
,
江跃珍
,
胡孔刚
,
丁时锋
,
满达虎
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.06.017
采用闪蒸法在温度为473 K的玻璃基体上沉积了厚度为800 nm的N型Bi2(Te0.95Se0.05)3热电薄膜,并在373 ～573 K进行1h的真空退火处理.利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)分别对薄膜的物相结构和表面形貌进行分析.采用表面粗糙度测量仪测定薄膜厚度,薄膜的电阻率采用四探针法进行测量,采用温差电动势法在室温下对薄膜的Seebeck系数进行表征.沉积态薄膜表明了(015)衍射峰为最强峰,退火处理后最强衍射峰为(006)；沉积态薄膜由许多纳米晶粒组成,晶粒大小分布较均匀,平均晶粒尺寸大约45 nm,退火处理后出现了斜方六面体的片状晶体结构.退火温度从373 K增加到473 K,薄膜的电阻率和Seebeck系数增加,激活能也随退火温度的增加而增大,退火温度从523 K增加到573 K,薄膜的电阻率和Seebeck系数都缓慢下降.从373 ～473 K,热电功率因子随退火温度的升高而单调增加,退火温度为473 K时,电阻率和Seebeck系数分别是2.7 mΩ.cm和-180μV·K-1,热电功率因子最大值为12 μW.cmK-2.退火温度从523 K增加到573 K,热电功率因子的值逐渐下降.
关键词:
Bi2Te3基热电薄膜
,
热电功率因子
,
闪蒸法
段兴凯
,
胡孔刚
,
满达虎
,
丁时锋
,
林伟明
,
金海霞
材料科学与工程学报
采用真空熔炼及热压方法制备了K和Al共掺杂P型Bi0.5Sb1.5Te3热电材料.XRD分析结果表明,K0.04Bi0.5Sb1.5-xAlxTe3块体材料的XRD图谱与Bi0.5Sb1.5Te3的图谱完全对应,SEM形貌分析表明材料具有一定的层状结构和微孔.K和Al共掺杂提高了Bi0.5Sb1.5Te3在室温附近的Seebeck系数.除了K0.04Bi0.5Sb1.34Al0.12Te3样品的300K和400K以上的高温区,以及共掺杂样品的500K高温附近之外,K和Al共掺杂均使Bi0.Sb1.5Te3材料的电导率降低.在300～500K温度范围内,K0.04Bi0.5Sb1.42Al0.04Te3样品的热导率均小于Bi0.5Sb1.5Te3的热导率.在300～350K温度范围内,K0.04Bi0.5Sb1.42Al0.04Te3样品的热电优值较Bi0.5Sb1.5Te3有较大幅度的提高.
关键词:
共掺杂
,
显微结构
,
热压
,
热电性能
段兴凯
,
胡孔刚
,
丁时锋
,
满达虎
,
金海霞
,
林伟明
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.01.019
采用真空熔炼和热压烧结技术制备了 K 和Al 共掺杂 Bi2 Te2．7 Se0．3热电材料.利用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相结构和表面形貌进行了表征. XRD 分析结果表明,K0．04 Bi1．96-x Alx Te2．7 Se0．3块体材料的 XRD 图谱与 Bi2 Te2．7 Se0．3的 XRD 图谱对应一致,SEM 形貌表明材料组织致密且有层状结构特征.K0．04 Bi1．92-Al0．04 Te2．7 Se0．3合金提高了材料的 Seebeck 系数,K0．04 Bi1．88 Al0．08 Te2．7 Se0．3和 K0．04 Bi1．84 Al0．12 Te2．7 Se0．3大幅度提高了材料的电导率,通过 K 和 Al 部分替代 Bi,使材料的热导率有不同程度的减小,在300~500 K 温度范围内,K 和 Al共掺杂均较大幅度地提高了 Bi2 Te2．7 Se0．3的热电优值.
关键词:
共掺杂
,
热压
,
微结构
,
热导率
,
热电性能
段兴凯
,
于福义
,
江跃珍
,
胡孔刚
,
杨君友
材料导报
Bi2Te3基热电材料由于在微电子、光电子等高技术领域具有潜在的应用前景,从而得到了人们的广泛关注.低维Bi2Te3基热电材料由于具有特殊的量子限制效应,已成为提高热电性能的有效途径.近年来,研究者非常重视Bi2Te3基热电薄膜的制备及性能研究,并做了大量相关的研究工作,许多制备方法也相继出现,并获得了高质量的Bi2Te3基热电薄膜.
关键词:
Bi2Te3
,
热电薄膜
,
热电性能
,
制备方法
段兴凯
,
胡孔刚
,
丁时锋
,
满达虎
,
金海霞
材料科学与工程学报
采用真空熔炼及热压烧结方法制备了Na和Ga共掺杂n型Bi2Te2.7Se0.3热电材料.XRD结果表明,Na0.04Bi1.96-xGaxTe2.7Se0.3块体材料的XRD图谱与Bi2Te2.7Se0.3的图谱对应一致.通过EDAX技术对Na0.04Bi1.96-xGaxTe2.7Se0.3块体材料的成分进行了分析,无氧化现象.在298～523K温度范围内,在垂直于热压方向对样品的电热输运性能进行了测试分析,结果表明Na和Ga共掺杂可以有效地提高Bi2Te2.7Se0.3的载流子浓度,从而使电导率得到明显改善,但同时Seebeck系数有不同程度的损失.由于晶格热导率减小,Na掺杂及共掺杂样品Na0.04Bi1.96-xGaxTe2.7Se0.3(x=0.04)均使热导率降低.当Na掺杂浓度为0.04时,随着Ga掺杂浓度的增加,热导率呈现递增的现象,Na和Ga共掺杂样品Na0.04 Bi1.96-xGaxTe2.7Se0.3(x=0.04)的热电优值获得了较明显的提高,在398K时的最大ZT值为0.75.
关键词:
共掺杂
,
Bi2Te2.7Se0.3
,
电输运性能
,
热输运性能
魏健宁
,
赵磊
,
黄天成
,
胡孔刚
,
谢卫军
,
李根梅
机械工程材料
采用可连续变温测量的多功能内耗仪在离散振动频率分别为0.2,0.3,1.0,2.0和3.0 Hz的条件下测定了多晶纯铝在25℃(→)450℃升降温过程中的内耗峰值温度和相对动力学模量,并根据Arrhenius关系式计算了升降温过程中的扩散激活能和内耗行为特征.结果表明:多晶纯铝在受迫振动时,其升温和降温的内耗品质因子倒数曲线上均出现一个内耗峰,随着离散振动频率的增大,内耗峰峰位向高温方向移动,说明该内耗峰具有弛豫性;该内耗峰是晶界内耗峰,其机制为铝原子在铝/铝晶界的自扩散,其激活能为(2.24±0.03)×10-19 J,指数前因子τ0为10-14 s.
关键词:
多晶纯铝
,
晶界内耗峰
,
连续变温
