热电材料，热电材料的两种应用方式

本文目录一览

1，热电材料的两种应用方式
2，急求热电材料和器件的用途
3，热电材料的新型材料
4，什么是氧化物热电材料
5，什么是热电材料
6，热电材料的历史沿革

1，热电材料的两种应用方式

单向凝固法，烧结法

热释电效应前提是晶体的点群要属于10个极性点群的一种,极化强度随温度变化。热电材料是热释电材料的一部分

来做任务的。其实你问的太片面了，耐火材料的损毁方式是专门的一项学科。

热电材料的两种应用方式

2，急求热电材料和器件的用途

热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，特点：体积小，重量轻，坚固且无噪音。随着空间探索兴趣的增加、医用物理学的进展以及在地球难于日益增加的资源考察与探索活动，需要开发一类能够自身供能且无需照看的电源系统，热电发电对这些应用尤其合适。

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急求热电材料和器件的用途

3，热电材料的新型材料

美国GMZ Energy4月22日宣布推出一款突破性的新型材料，有助于制造新一代更加清洁、能效更高的产品。这种新型热电材料使用了纳米技术，清洁环保，能够有效地将废弃的热能转化为电能，从而为绿色消费品及工业品的发展铺平道路，推动未来的可持续发展。该款GMZ材料功能众多、应用广泛。它能优化电冰箱及空调的制冷功能，并能利用汽车尾气排放系统的热源产生动力。由于GMZ 材料已经研发成功，并具有成本效益及易于采用等特点，因此具备商业可行性。它可以用于现今许多产品，能减少能源消耗和温室气体排放。“长期以来，因为高成本和低效率，热电材料一直未能在清洁技术中广泛运用，但现在我们已经克服了这些问题。”GMZ Energy的CEO Mike Clary说：“该技术所能达到的效率令人倍感兴奋，而GMZ Energy已经做好充分准备，于今日发布这种具备商业可行性的新材料，以促进其在日用品中的应用。”

热电材料的新型材料

4，什么是氧化物热电材料

【氧化物热电材料】是一类利用特殊氧化物作为主材的热电材料。随着热电应用领域的不断扩展，特别是高温领域，主流合金体系由于自身条件的限制，难以满足人们的需求。氧化物陶瓷在高温条件下具有良好的化学及热稳定性，合成工艺简单、使用安全可靠，是一类良好的潜在热电材料。自从1997年Terasaki等发现NaCo2O4具有良好的热电性能以来，氧化物基热电材料获得更多关注并取得了长足的发展，目前研究较多的体系有Ca3Co4O9、NaxCoO2、SrTiO3、CaMnO3、ZnO、In2O3等。可以明显发现氧化物体系的热电优值相对合金而言仍然较低，这促使人们更多的关注其性能的优化。一些合金材料，如si一Ce，β一FeSi2，Bi2Te3等的热电优值比较高，但都存在高温性能不稳定、易氧化和材料价格较高的缺陷。如β一FeSi2的熔点只有1255K。而大多数氧化物材料的品质因子的最高峰都出现在高温区，且温度超过1000K时一般都可正常工作。加之氧化物热电材料种类广泛、易于合成和成本较低等优势，因此引起了很多研究者的兴趣。近年来，除了常规半导体氧化物（如：ZnO，In2O3，NiO)，科学家发现许多新型结构热电材料也表现出良好的性能。其中，具有代表性的是层状金属氧化物、钙钛矿型复合氧化物和低维热电材料等。【热电材料】是一种能实现热能与电能相互转换的功能材料，热电器件可以利用各种热量无污染地产生电能,，如太阳能、工业废热、CPU耗散及人体温差等，即只要存在温差，就可以输出能量，这对资源的有效利用会产生深远的影响。

搜一下：什么是氧化物热电材料？

5，什么是热电材料

热电材料是一种通过热电效应实现热能和电能直接转换的半导体功能材料

【氧化物热电材料】是一类利用特殊氧化物作为主材的热电材料。随着热电应用领域的不断扩展，特别是高温领域，主流合金体系由于自身条件的限制，难以满足人们的需求。氧化物陶瓷在高温条件下具有良好的化学及热稳定性，合成工艺简单、使用安全可靠，是一类良好的潜在热电材料。自从1997年terasaki等发现naco2o4具有良好的热电性能以来，氧化物基热电材料获得更多关注并取得了长足的发展，目前研究较多的体系有ca3co4o9、naxcoo2、srtio3、camno3、zno、in2o3等。可以明显发现氧化物体系的热电优值相对合金而言仍然较低，这促使人们更多的关注其性能的优化。一些合金材料，如si一ce，β一fesi2，bi2te3等的热电优值比较高，但都存在高温性能不稳定、易氧化和材料价格较高的缺陷。如β一fesi2的熔点只有1255k。而大多数氧化物材料的品质因子的最高峰都出现在高温区，且温度超过1000k时一般都可正常工作。加之氧化物热电材料种类广泛、易于合成和成本较低等优势，因此引起了很多研究者的兴趣。近年来，除了常规半导体氧化物（如：zno，in2o3，nio)，科学家发现许多新型结构热电材料也表现出良好的性能。其中，具有代表性的是层状金属氧化物、钙钛矿型复合氧化物和低维热电材料等。【热电材料】是一种能实现热能与电能相互转换的功能材料，热电器件可以利用各种热量无污染地产生电能,，如太阳能、工业废热、cpu耗散及人体温差等，即只要存在温差，就可以输出能量，这对资源的有效利用会产生深远的影响。

6，热电材料的历史沿革

英文：thermoelectric material将不同材料的导体连接起来，并通入电流，在不同导体的接触点——结点，将会吸收(或放出)热量.1834年，法国物理学家佩尔捷(J.C.A.Peltier)发现了上述热电效应.1838年，俄国物理学家楞次(L.Lenz)又做出了更具显示度的实验：用金属铋线和锑线构成结点，当电流沿某一方向流过结点时，结点上的水就会凝固成冰；如果反转电流方向，刚刚在结点上凝成的冰又会立即熔化成水.热电效应本身是可逆的.如果把楞次实验中的直流电源换成灯泡，当我们向结点供给热量，灯泡便会亮起来.尽管当时的科学界对佩尔捷和楞次的发现十分重视，但发现并没有很快转化为应用.这是因为，金属的热电转换效率通常很低.直到20世纪50年代，一些具有优良热电转换性能的半导体材料被发现，热电技术(热电制冷和热电发电)的研究才成为一个热门课题.在室温附近使用的半导体制冷材料以碲化铋(Bi2Te3)合金为基础.通过掺杂制成P型和N型半导体.如前所述，将一个P型柱和一个N型柱用金属板连接起来，便构成了半导体制冷器的一个基本单元，如果在结点处的电流方向是从N型柱流向P型柱，则结点将成为制冷单元的“冷头”(温度为Tc)，而与直流电源连接的两个头将是制冷单元的“热端”(温度为Th).N型半导体的费米能级EF位于禁带的上部，P型的则位于禁带的下部.当二者连接在一起时，它们的费米能级趋于“持平”.于是，当电流从N型流向P型时(也就是空穴从N到P；电子从P到N)，载流子的能量便会升高.因此，结点作为冷头就会从Tc端吸热，产生制冷效果.佩尔捷系数，其中是单位时间内在结点处吸收的热量，I是电流强度，Π的物理意义是，单位电荷在越过结点时的能量差.在热电材料研究中，更容易测量的一个相关参数是泽贝克(Seebeck)系数α,，其中T是温度.显然，α描述单位电荷在越过结点时的熵差.对于制冷应用来说，初看起来，电流越大越好，佩尔捷系数(或泽贝克系数)越大越好.不幸的是，实际非本征半导体的性质决定了二者不可兼得：电流大要求电导率σ高，而σ和α都是载流子浓度的函数.随着载流子浓度的增加，σ呈上升趋势，而α则下跌，结果ασ只可能在一个特定的载流子浓度下达到最大(注：由热激活产生的电子-空穴对本征载流子，对提高热电效益不起作用).半导体制冷单元的P型柱和N型柱，都跨接在Tc和Th之间.这就要求它们具有大的热阻.否则，将会加大Tc和Th间的漏热熵增，从而抵消从Tc端吸热同时向Th端放热的制冷效果.最终决定热电材料性能优劣的是组合参数，其中κ是材料的热导率.参数Z和温度T的乘积ZT无量纲，它在评价材料时更常用，是性能最佳的热电材料，其ZT值大约是1.0.为要使热电设备与传统的制冷或发电设备竞争，ZT值应该大于2.Glen Slack把上述要求归纳为“电子-晶体和声子-玻璃”.也就是说，好的热电材料应该具有晶体那样的高电导和玻璃那样的低热导.在长程有序的晶体中，电子以布洛赫波的方式运动.刚性离子实点阵不会使传导电子的运动发生偏转.电阻的产生来源于电子同杂质、晶格缺陷以及热声子的碰撞.因此，在完善的晶体中σ可以很大.半导体中的热导包含两方面的贡献：其一由载流子(假定是电子)的定向运动引起的(κe)；其二是由于声子平衡分布集团的定向运动(κp).根据维德曼-弗兰兹定律，κe∝σ.人们不可能在要求大σ的同时，还要求小的κe.减小热导的潜力在于减小κp，它与晶格的有序程度密切相关：在长程有序的晶体中，热阻只能来源于三声子倒逆(umklapp)过程和缺陷、边界散射；在非晶态玻璃结构中，晶格无序大大限制了声子的平均自由程，从而添加了对声子的散射机制.因此，“声子-玻璃”的热导率κ可以很低.以无量纲优值系数ZT来衡量热电材料：BiSb系列适用于50—150K温区；Bi2Te3系列适用于250—500K；PbTe系列适用于500—800K;SiGe系列适用于1100—1300K.低温热电器件(T≤220K)主要用于冷却计算机芯片和红外探测器.高温热电设备可将太阳能和核能转化成电能，主用于航天探测器和海上漂浮无人监测站的供电.氟里昂制冷剂的禁用，为半导体制冷的发展提供了新的契机.1998年秋季在美国波士顿召开的材料研究学会(MRS)学术会议上，热电材料研究再一次成为讨论的热点.Brian Sales等研究了一类新型热电材料，叫作填隙方钴矿锑化物(filled skutterudite antimonides).未填隙时，材料的化学式是CoSb3(或Co4Sb12).晶体中每个Co4Sb12结构单元包含一个尺寸较大的笼形孔洞.如果将稀土原子(例如La)填入笼形孔洞，则化学式变为LaCo4Sb12.由于La原子处于相对宽松的空间内，它的振动幅值也较大.于是，在LaCo4Sb12中，Co4Sb12刚性骨架为材料的高电导提供了基础，而稀土La在笼中的振动加强了对声子的散射——减小了材料的热导.B.Sales 的工作朝着“电子-晶体和声子-玻璃”的方向迈出了第一步.高压(～2GPa)技术已经被用于改进热电材料的性能.如果在高压下观察到了母材料性能的改善，人们将可以通过化学掺杂的办法获得类似的结构，并将它用于常压条件下.ZrNiSn的σ和α都很高，但它的热导率κ并不低.或许可以通过加入第4或第5组元，增强对声子的“质量涨落散射”，达到减小热导的目的.准晶的结构复杂多变，具有“声子-玻璃”的性能.有关研究的重点是改善准晶的导电性能.将纳米金属(Ag)嵌入导电聚合物，当电流流过这种复合材料时，可以产生大的温度梯度.对此，还没有理论上的解释.有两种低维热电材料具有应用前景：CsBi4Te6实际上就是填隙的Bi2Te3；硒(Se)掺杂的HfTe5，在T<220K的温区，其泽贝克系数α远远超出了Bi2Te3.此外，薄膜、人工超晶格、纳米碳管、Bi纳米线和量子阱系统、类猫眼结构等都展现出了在改进热电材料性能方面的潜力.