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异质复合结构对n型BiAgSeS材料热电性能的显著强化
在可再生能源日益短缺及温室效应日趋恶劣的严峻形势下，Seebeck效应作为一种新的能源转化方式，可以有效地将日常生活及工业生产废热和不能被太阳能电池有效吸收的红外波段转化为亟需的电能，故而引起了科研工作者们的广泛关注。衡量热电材料能量转化效率的最重要的指标是其品质因子ZT(=S2σT/κ)，如何提高材料的品质因子是热电科研工作者们普遍关注的问题。 由于本征的纳米析出相以及价键非简谐性(bond anharmonicity)的存在, BiAgSeS具有非常低的本征热导率κ；然而，因其过低的载流子迁移率极大地限制了其功率因子S2σ。何佳清教授课题组巧妙地将在二维薄膜中广泛运用的调制掺杂(modulation doping)技术推广到三维块体BiAgSeS材料中，使用具有不同载流子浓度的异质晶粒构建三维复合结构，从而极大地提升了该材料中的载流子迁移率，使得功率因子S2σ相对于均匀掺杂的对照样品提升了约87%，进而显著地提升了BiAgSeS材料的热电转化效率。文章结合了透射电子显微术和理论计算对在n型BiAgSeS三维块体复合材料中运用调制掺杂改进载流子迁移率的物理机制做了深入的探讨；该工作对调制掺杂技术在三维块体热电材料中的广泛运用颇具启发意义。
南方科技大学
2021-04-13
一种基于碳材料蒸发发电的热电转换装置
本发明公开了一种基于碳材料蒸发发电的热电转换装置，该装 置包括壳体、绝热层、导水结构、循环工质、蒸发发电层和电极；其 中，壳体与上密封结构、下密封结构一起构成密闭腔体，密闭腔体的 顶端作为冷端，底端作为热端；循环工质与蒸发发电层设置在腔体内， 循环工质与蒸发发电层接触；蒸发发电层竖直设置，两个电极分别设 置在蒸发发电层的上下端面；下端面的电极与密闭腔体的热端之间存 在间隙；导水结构位于密闭腔体内，用于引导冷凝后的循环
华中科技大学
2021-04-14
一种微波快速合成-烧结制备TiNiSn热电块体材料的方法
（专利号：ZL 201510386310.6） 简介：本发明公开了一种微波快速合成‑烧结制备TiNiSn块体热电材料的方法，属于热电材料制备技术领域。本发明的一种微波快速合成‑烧结制备TiNiSn块体热电材料的方法，其步骤：原料配制和冷压成型，微波合成，TiNiSn热电合金的破碎、球磨和二次冷压成型以及微波烧结。本发明通过将微波合成与微波烧结相结合，并控制合成与烧结过程中的各种工艺参数，使TiNiSn热电材料的组织中原位析出纳米晶粒，从而显著降低TiNiSn热电材料的热导率，获得热电性能优越、组织和性能分布均匀且具有单一相的TiNiSn块体热电材料。
安徽工业大学
2021-04-11
一种热电模组热电转换效率的测试装置
本实用新型公开了一种热电模组热电转换效率的测试装置。加热台保护栏围在电加热台侧面周围，电加热台上安装有用于安装热电模组的测量组件，支撑杆上部固定有将测量组件压紧的压紧组件；底板上设有外罩，底板和外罩的内部空间的空隙填充绝热材料。本实用新型能够用于全面测试热电模组在不同压力、不同温差下的各项热电性能参数，为综合评价热电模组性能提供依据。
浙江大学
2021-04-13
新型油田固井材料研究
由材料科学与工程学院姚晓教授主持承担的国家“863”计划项目——“油田固井用水泥基多功能复合材料”，在油田固井用水泥基多功能复合材料的制备技术、生产工艺、过程控制方法和应用技术方面取得了突破性的创新成果，所开发的油井水泥晶体膨胀剂（发明专利申请号：200510094587.8）和油井水泥防漏增韧剂（发明专利申请号：200510094588.2），拥有自主知识产权。产品具有晶体双膨胀、增韧、低滤失和防漏等多种功能，可提高油气井的防窜能力和水泥环的抗裂性能，整体技术处于国际领先水平。研究成果打破了国内油田固井材料的传统观念和产品格局，成为油田固井材料的更新换代产品，成功地在大庆、胜利、大港、中原、吉林、长庆、江苏、青海、河南、吐哈、玉门、华北、冀东、塔里木和延长油矿等十多个油田的近600口天然气井、地质勘探井、调整井、水平井、小间隙侧钻井、欠平衡井和开发井等不同类型的油气井中得到推广应用，解决了老油田调整井和国家发改委“十五”重点建设项目（西气东输）青海涩北气田（西气东输气源区）长期存在的固井窜、漏技术难题，固井质量显著提高，有效地减少了油气资源散失，延长了油气井开发寿命，提高了油气资源利用率。为油田创造直接经济效益2000多万元，间接经济效益5亿多元，其经济效益和社会效益显著。
南京工业大学
2021-04-13
拓扑材料的超导性质研究
发现当涡旋线的端点处在具有费米弧的表面时，涡旋线的两端可实现马约拉纳零模。而且，三位研究人员发现对这两类拓扑半金属，伴随涡旋产生的塞曼劈裂效应可非常显著地增大保护马约拉纳零模稳定性的拓扑能隙，而对拓扑绝缘体，塞曼劈裂效应对拓扑能隙的作用则始终是负面的压制。此项工作极大地拓展了实现和研究马约拉纳零模的材料。
中山大学
2021-04-13
多稳态磁性MOF材料研究
提出引入活性客体来调控金属有机框架（MOF）体系自旋转换性能的策略，并成功地通过特定活性客体的可逆化学变化得到验证；通过引入双吡啶三氮唑阴离子配体设计组装出自旋转换温度创纪录的自旋交叉材料该研究团队最近通过精心设计，将氨基官能团引入到霍夫曼型MOF材料中，合成了首例具有HS0.0LS1.0↔HS0.25LS0.75↔HS0.5LS0.5↔HS0.75LS0.25↔HS1.0LS0.0五种自旋状态的四步自旋转变MOF材料，并通过磁性、差示扫描量热法和单晶衍射法进行了表征确认。对于HS0.25LS0.75自旋态，我们从结构上捕捉到首例具有LS-LS-LS-HS三维有序交替排列特征的磁结构。更加令人惊奇的是，通过对主客体间超分子作用的调控可以实现四步、两步和一步自旋交叉性质之间的可逆转变，为设计具有多步自旋转变的多稳态磁性材料提供了新的思路。
中山大学
2021-04-13
东南大学科研团队在热电转换研究领域取得新进展
近日，东南大学物理学院倪振华教授和吕俊鹏教授课题组与新加坡科技局材料工程研究院吴靖研究员合作，发现在基于二维Bi2O2Se的场效应晶体管中施加门电压可以调控极化光学声子散射到压电散射的转变，实现了塞贝克系数与电导率的去耦合，达到了宽温度范围的高热电功率因子。 基于塞贝克效应的热电材料可以实现热能和电能的直接转换，在绿色清洁能源和低温制冷等领域有着十分重要的应用，如何提高热电材料转化效率一直是该领域研究的核心问题。热电参数之间的强耦合使得提高材料的热电性能具有挑战性。长期以来，由于载流子散射机制的复杂性，在调控载流子散射机制方面十分困难，因此常常忽略了载流子迁移率在独立增强热电性能（不牺牲塞贝克系数的情况下提高电导率）方面的作用。 不同于目前广泛研究的石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷等二维材料，二维Bi2O2Se的低声子群速度和强声子非谐散射使其具有极低的热导率(~0.92 W/mK APL 115, 193103 (2019))，同时兼具的高电子迁移率和良好的环境稳定性使得其在热电以及能源转化领域有着巨大的潜力。基于二维Bi2O2Se场效应晶体管的热电输运，二维Bi2O2Se载流子迁移率在高温下由极化光学声子散射主导，在低温下由压电散射主导。当压电散射主导时，其迁移率显著提高。同时电导率的急剧上升并没有导致塞贝克系数的明显下降，表明散射机制的调控可以实现电导率和塞贝克系数的去耦合。这与之前通过调控载流子浓度来平衡电导率和塞贝克系数的策略完全不同。同时，这种散射机制的转变温度具有高度的门电压可调性，通过施加一定大小的门电压，可以显著提高极化光学声子散射到压电散射的转变温度。热电功率因子与迁移率在两个数量级的调制上展现出近似线性的相关性，最终实现宽温度范围(80-200K)的高热电功率因子(>400mW-1m-1K-2)。 该工作发现了通过门电压调控二维Bi2O2Se的散射机制可以有效的调节其热电性能，证明了散射机制的调控可以很好的实现热电参数之间的去耦合。高栅极可调性允许对散射机制进行精细的控制，从而揭示更深入的物理机制。对于探索低维材料应用于低温制冷和物联网自供电领域具有深远意义。
东南大学
2021-02-01
一种微波快速合成-烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法
（专利号：ZL 201510388992.4） 简介：本发明公开了一种微波快速合成‑烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法，属于热电材料制备方法技术领域。本发明的一种微波快速合成‑烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法，其步骤：原料配制和冷压成型，微波合成，ZrNiSn热电合金的破碎、球磨和二次冷压成型以及微波烧结。本发明通过将微波合成与微波烧结相结合，并控制合成与烧结过程中的各种工艺参数，使ZrNiSn热电材料的组织中原位析出纳米晶粒，从而显著降低ZrNiSn热电材料的热导率，获得热电性能优越、组织和性能分布均匀且具有单一相的ZrNiSn块体热电材料。
安徽工业大学
2021-04-11
热电系数测量仪
热电系数测量仪又称热电仪，用于测量某些材料的热电系数（塞贝克系数）。本仪器是根据地质、矿业、物探、半导体科研院所的需求而研制的新型自动化数字化热电系数测量仪，用于测量具有半导体特性的各种矿物，如黄铁矿等及一般半导体材料的热电系数和导型（N型、P型）。本仪器适合于矿业、地质、物探、半导体等有关科研院所和高等学校使用。典型型号BHTE-06、BHTE-08特别适合测量直径在0.1-1.0mm之间的微小晶体的热电系数和导型。本仪器已获得了较广泛的实际应用，用户满意度为100%，返修率为零。 技术性能和指标：1. 数字化、自动化测量，与笔记本（或台式）计算机配合，实现无纸化测量和记录；数据自动显示及保存成便于统计分析的格式，不需要用户在纸上作任何记录；适合大批量样本的快速测量；2. 活化温度和量程可设定；3. 读数分辨力：0.1μV/℃；4. 可方便地测量直径小至0.1mm的矿物颗粒；5. 测量效率高，操作熟练后一般可达10～15粒/分；6. 方便携带，可随身带到矿区现场使用。
北京航空航天大学
2021-04-13