孟凡凯
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陈林根
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孙丰瑞
,
杨博
钢铁
针对中国钢铁工业低温余热回收利用率低的现状,提出一种基于半导体热电发电技术回收高炉冲渣水显热的技术方案,建立了相应的计算模型,分析了冲渣水温度、热电单元长度、热电模块填充系数、换热器流道长度等关键参数与装置性能的关系.结果表明,对于100℃的高炉冲渣水,利用热电发电技术,每米流程可使水温下降约1.5℃,每平方米换热面积可以产生约0.93 kW电能,热效率约为2％,设备成本的回收周期在10年左右.
关键词:
钢铁工业
,
高炉冲渣水
,
余热回收
,
节能
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热电
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发电
,
有限时间热力学
成波
,
刘勇
,
刘大博
,
林元华
,
南策文
功能材料
利用放电等离子SPS烧结工艺制备得到Zn、Pr共掺的In2O3多晶陶瓷材料。通过研究材料的热电传输性能和微观结构,发现共掺工艺对SPS烧结的In2O3陶瓷材料的传输性能有着显著的影响,其结构为多孔结构。低浓度共掺的样品在测试温度范围内能够得到较高的电导率（约100S/m）和热电势（约200μV/K）。其中试样In1.92（Pr,Zn）0.08O3的热导率973K最低为2.5W/（m.K）,该样品可获得最高的热电功率因子3.5×10-4 W/（m.K2）,对应其热电优值0.10。其性能表明利用放电等离子SPS烧结工艺制备的In2O3基陶瓷作为n型高温热电材料具有很好的潜力。
关键词:
热电
,
In2O3
,
电学传输
,
热导率
张建
,
秦晓英
,
李地
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辛红星
,
宋春军
材料科学与工程学报
层状结构TiS_2具有准二维结构,高热电势(室温时S≈250μV/K)和大的热电功率因子,作为热电材料具有很好的开发和应用前景.通过固相反应法,我们分别用原子量大于和小于Ti的原子部分替代Ti位引入替位缺陷(Ni_(Ti)",Al_(Ti)',Mg_(Ti)"),合成了不同元素替代掺杂化合物M_(0.04)Ti_(0.96)S_2(M=Ni,Al,Mg),在5-310K的温度范围内研究了各化合物的电阻率、热导率及热电势率与温度的对应关系.结果表明Ni、Al、Mg三种元素的掺杂均引起了主体材料从金属性到半导体导电性质的转变,且在低温范围内呈现莫特二维变程跳跃电导规律,In σ∝T~(-1/3),表明了TiS_2的二维导电机制.值得注意的是:①Mg、Al的掺杂引起了热电势绝对值的显著增高,特别是Al掺杂的化合物在310K时热电势率为-500μV/K,达到了纯TiS_2的200%;②Ni掺杂也在整个研究温区引起热导率的明显下降,而Mg、Al的掺杂却在整个研究温区引起热导率的明显升高.由于电阻率的增大,Ni、Al的掺杂均没能使得材料的ZT值有所提高,而Mg的掺杂明显地提高了TiS_2的ZT值,在310K其ZT值是纯TiS_2的1.6倍.这表明元素掺杂是提高材料的热电优值的有效途径之一.
关键词:
TiS_2
,
热电
,
电阻率
,
热导率
孙正亮
,
陈立东
材料科学与工程学报
近年来,低维热电材料以其优越的性能而受到研究人员的关注,但合成方法多局限于成本较高的物理法.本文采用简便的化学浴沉积法成功地制备出硒化铋纳米结构薄膜.以硝酸铋、硒代硫酸钠分别作为铋源和硒源,以氨三乙酸作为配位剂,在硅片上沉积出由[001]取向的纳米片组成的硒化铋纳米结构薄膜.薄片厚度在50～100nm.性能表征显示合成出的薄膜室温下电导和赛贝克系数分别为9.2×10~3Sm~(-1)和-98μVK~(-1).该法具有低成本、易操作、易于大规模生长等优点,为薄膜的器件化打下基础.
关键词:
Bi_2Se_3薄膜
,
化学浴沉积
操齐高
,
郑晶
,
贾志华
,
马光
,
李银娥
,
姜婷
,
王轶
金属功能材料
热电材料是能够利用固体内部载流子运动实现热能和电能直接相互转换的功能材料,其转换效率取决于材料的热电优值ZT.介绍了几种典型的钌基合金的晶体结构特征及其热电性能,论述了钌掺杂对合金热电性能的影响规律,阐述了含钌热电材料研究现状.
关键词:
热电材料
,
钌
,
热电性能
,
进展
汪慧峰
,
蔡克峰
,
宋莹
,
李晖
,
于德红
材料科学与工程学报
本文采用Sn助熔剂法制备了近似于Yb_(14)MnSb_(11)单晶的单晶团簇,并用X射线衍射、扫描电镜及能谱对其物相和结构进行表征,同时还讨论了单晶团簇的生长机理.从室温到773 K,单晶团簇的电阻率在室温下约为2～3 mohm·cm,且随着温度的增加而逐渐变大;在700 K以上,各试样间电阻率的偏差明显增大.另外,室温时Seebeck系数为45μV/K,并随着温度升高而增大,但温度高于～730 K后Seebeck系数迅速降低.这种Yb_(14)MnSb_(11)单晶团簇的电传输性能在高温时的突变认为是由于其内部夹杂的Sn引起的.
关键词:
津特尔相化合物
,
半导体
,
晶体生长
,
电传输
,
热电
邱琳
,
郑兴华
,
岳鹏
,
唐大伟
,
曹丽莉
,
邓元
工程热物理学报
将热电材料制作成纳米柱状薄膜结构是一种理论上能有效降低热导率、从而大幅提升热电优值的搡控手段.但是随之而来的问题是纳米柱状薄膜热导率的精确获取困难,因为常规的热物性测试手段已无法适用于该类表面多孔、厚度为微米量级结构热输运特性的表征.本文提出利用3ω方法可实现Bi2Te3取向纳米柱状薄膜热导率实验表征的测量结构,并且获得了纳米柱状薄膜的热导率和热扩散率值.该方法有望用于微米厚纳米柱状薄膜结构热输运性能的实验评价.
关键词:
碲化铋
,
热电
,
纳米柱状薄膜
,
热导率
陈立东
,
熊震
,
柏胜强
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00561
低维化和纳米化实现电、声输运特性的协同调控从而优化热电性能是当前热电材料领域的一个重要研究方向. 通过外混、原位复合等方式引入的纳米颗粒能散射具有中长波波长的声子从而降低材料的晶格热导率, 同时纳米化有助于载流子在费米能级附近态密度的提高, 纳米颗粒构成的界面所产生的界面势垒能有效过滤低能量载流子, 从而增大赛贝克系数. 纳米颗粒的含量、分散状态以及颗粒本征性质是设计高性能纳米复合热电材料的关键. 对于不同材料体系, 外部混合、原位氧化、分相析出等制备方法为实现微结构控制提供了可能. 本文以几个典型材料体系为例介绍微结构调控提高材料热电性能的研究进展, 并讨论微结构调控对电、声输运的影响机制.
关键词:
微结构
,
microstructure
,
nano-composite
,
scattering
