资源描述：
《碳化硼热电材料研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、碳化硼热电材料研究进展蔡克峰南策文闺新民碳化硼热电材料研究进展‘!∀#∃%&#∋(#!!∋)∗∋#∋+,∀#−./0%#1∋2∃3#.∃∀24∀3#.∀2!蔡克峰南策文阂新民,65武汉工业大学材料复合新技术国家重点实验室武汉78898:、、,摘要对碳化硼的晶体结构制备方法热电性能及接杂对其性能的影响等方面作了综述并指出了目前研究中存在的问题。关键词碳化硼热电材料热电性能#∀∃+3。∀#,。。。。!3、。∋>3∋#∋+。∀#,+>+∃#!3∀,3#>≅;−!33<%.==1=−−−./.2/.(?2,,3>#=#=∀#∀3.∋+13%∋/!3%#1∀223#.=#∋
2、=#3.!∀+/3%))3∋)∀//.3.Α!∋+3%#1∋23#.ΧΧ=#∋=#3.!∀##Α.Β/Δ∋1Ε>!3.∋+!.+=#!+3#!∀#%∀#∀2!∋!>((!3/∋#∋+∃∀#。,#∋#。∀3#∀,#∋#。#∋#3!Φ?Β∋#/!−−./3%123.1.23%123.==.,,热电偶测温是热电材料的重要应用之一另外近来研究表明有两类材料即窄带半导体和稀土金,、,。它可用于热电发电和热电致冷热源可以是太阳能属硫系化合物有可能在高温下Μ0ΟΠ而碳化硼是放射线同位素、核燃料、工厂的废热等。热电发生装窄带半导体中最具潜力并日益受重视的热电材料。置结构,、、、。简单
3、无运动部件工作时无噪音无污染安本文就碳化硼热电材料的研究进展作一综述全又易维修、寿命长,所以特别适合在宇宙飞船、人造卫星中应用。此外如果热电材料的热电转换效率碳化硼的结构,,∀,足够高就可把该种发电装置用于太阳热发电系统碳化硼5∗Θ,:为菱型六面体结构,含量可在这可简化现有太阳热发电系统Γ2Η,从而可大大降低ΚΧΚΡΝ8∀3Λ范围内变化而始终保持均质的单相阁。成本。因此这类材料具有极为重要的应用领域和广其结构的一个显著特征为二十面体原子间直接键连阔的应用前景。及二十面体原子与三原子链键连成束状结构,随着,一、一,至今0Δ.Ι,含量变化链上或二十面体上的原子种类发生改研
4、究得较多的热电材料是∗.,,,。62,合金等但它们的热电转换效率仍很低5ϑΚΛ:目变但结构形式不变通常认为∗,是由∗,二十前。一一,只在一些尖端领域5如宇宙飞船中:应用而热电面体与,∗,三原子链两部分组成随着硼含量的,,材料的热电转换效率取决于其品质因子5Μ:和使用增大∗首先取代三原子链一端的,然后取代二十,,,。∋>∀∋>#3‘温差5△0:并近似等于Μ△06ΓΝΗ因此研制在很宽面体上的∃∗%等〔〕认为随着,含量1,3+温域5即耐高温:具有较大Μ值的材料是目前热电5∀Λ:的变化碳化硼单包所含的原子数也在变。,,ΧΧ,Υς材料研究的方向从热电转换效率的表达式可见热化并
5、有+一ΠΣ69一88ΠΤ1且提出了如下模型电转换要取得突破性进展关键在于材料的Μ0ΟΠ。ΧΧ1ςΝ8Π77ΚΡΡ9ς∗22Χ995∋ΧΝ7∋Χς7。‘992ς。,2!∋Χ。7∗ΠΝ。ΧΩΩ∗<Χ77模型,:Γ,5∗,:,」Ρ∗5,∗,:∗,Ρ5,<7,:ΧΧ+ςΠΣΠΣΝ7ΠΣ77ΡΡ采,用热压烧结或热等静压烧结制备而且热压烧结Ν碳化硼的制备还必须ς!拼∀#∃具备下列条件细而纯的粉末%∗工的熔点高5ΡΝ6Σ8℃:且含有很强的共价高温!&∋(一!)∋(∗#∃+压力(,一)−./0∃1保温保键,。,。,晶界滑移阻力大且固态时表面张力很低因此压时间2&3)&∀45而烧
6、结纯净的富6碳化硼时由,,除了薄膜样品用,ΞΨ方法制备外通常块体试样于石墨模中的石墨在高温下会向样品扩散因此必二国家教委跨世纪人才基金资助项目材料导报ΠΤΤΚ年Ν月第ΠΝ卷第Π期,,一须在石墨模上镀一层氮化硼才可能制得致密且单链失去电子则三原子链中的,∗键的键长应该类Χ一的富。,,,Π61,∗碳化硼相为降低烧结温度同时抑制∗<,似于单链而实际上其键距为7+这数值比∗,,晶粒生长以改善性能在烧结时往往添加烧结助剂和,的共价半径5约ΠΩ+1:小而与它们的双键的、··、∋、、。+_,#!3#∋+‘∋5包括4(;<,ΖΣΠ等:我们用ΣΠ作烧结助剂键长59ΩαΩ91:吻合其次;
7、1(等Γ」用∀,62,热压5Ν878Φ[7Σ4&[2%:结果不掺ΣΠ的∗,的电子态密度方法对∗不的电子结构计算表明5∗,:,ΧΠΩΝ∀3,一一。相对密度仅为98Λ而掺ΛΔ.的试样相对带正电,∗,链带负电我们用量子化学的离散变Χ。6密度达到Τ7ΚΛ可见掺Δ.能显著改善∗,的烧结[。2分方法对其电子结构计算也表明∗2,略带正。,一一。,行为采用热等静压可以在较低的温度5一Μ∴8∋Φ:电,∗,因此;!2提出链略带负电认为由∀(下不加任何添加剂就得到高密实的碳化硼。另外用,的电结构式出发的导电机理也有必要进行修正这。,无压烧结后热等静压处理则无需包套例如无压
