原位析出共格/半共格纳米相p型方钴矿的快速制备与性能提升
批准号:
51472036
项目类别:
面上项目
资助金额:
83.0 万元
负责人:
周小元
依托单位:
学科分类:
功能陶瓷
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
戴吉岩、王小勇、张爱娟、彭坤岭、王桂文、连欣
中文摘要
针对p型方钴矿热电材料ZT值低于n型方钴矿材料的问题,本项目以p型方钴矿材料为研究对象,采用气氛熔体旋甩技术,结合高能球磨和放电等离子烧结(SPS)技术,快速制备具有原位析出共格/半共格纳米结构的p型方钴矿化合物,系统研究工艺参数对产物微结构的影响,探索原位析出纳米结构尺寸、形态和分布对材料热电性能的关联规律,把握能够改善热电性能的原位析出纳米相特征。项目预期将实现原位析出纳米结构的可控生长,掌握现有调制电热输运特性方法的"一体化"协同控制技术,大幅度提升p型方钴矿ZT值。项目研究成果对阐明p型方钴矿中共格/半共格纳米结构原位析出机制,揭示共格/半共格纳米结构对材料电声输运特性(特别是对Seebeck系数)的影响规律具有重要意义,为研制全方钴矿热电器件奠定基础。
英文摘要
Due to the fact that ZT value of the P-type skutterudites is far below n-type materials, and for real thermoelectric devices application, both n-type and p-type material is needed,in this project, we rapidly fabricate the p-type CoSb3 based skutterudite via melt spinning technique combined with high energy ball milling and spark plasma sintering (SPS). By carefully manipulating synthesis procedures, coherent/semi-coherent nanostructure by in-situ precipitation will be achieved in filled skutterudites. Furthermore, we will explore the influence of fabrication parameters on size and distribution of coherent/semi-coherent nanostructures and the corresponding thermoelectric properties of P-type skutterudites. The growth mechanism of coherent/semi-coherent nanostructure in p-type skutterudite will be clarified and the relationship between this nanostructure and the thermoelectric transport properties(especially for the Seebeck coefficient) will be demonstrated. This project is expected to achieve the controlled growth of in-situ nanostructure, synergistic enhancement mechanisms of the thermoelectric performance and largely raised ZT value in p-type CoSb3 based skutterudite. This work is a good example of how nanostructuring can be used to achieve the desirable electronic properties while maintaining a low thermal conductivity in skutterudite based thermoelectrics. The accomplishment of this project will boost the development of full skutterudite based thermoelectric devices.
针对p型方钴矿热电材料zT值低于n型方钴矿材料的问题,本项目以p型方钴矿材料为研究对象,采用气氛熔体旋甩技术,结合高能球磨和放电等离子烧结(SPS)技术,快速制备了具有原位析出共格/半共格纳米结构的p型方钴矿化合物;系统研究了工艺参数对产物微结构的影响;探明了原位析出纳米结构尺寸、形态和分布对材料热电性能的关联规律;最终实现了材料的Seebeck系数、电导率、热导率三个参数的解耦,大幅度提升了p型方钴矿基材料体系热电性能。为研制全方钴矿基热电器件提出了有效的理论基础和实验依据。同时,为其它材料体系的热电性能优化提供了新的思路和途径。
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Twin Engineering in Solution-Synthesized Nonstoichiometric Cu5FeS4 Icosahedral Nanoparticles for Enhanced Thermoelectric Performance
溶液合成非化学计量 Cu5FeS4 二十面体纳米颗粒的孪生工程可增强热电性能
DOI:
10.1002/adfm.201705117
发表时间:
2018
期刊:
Advanced Functional Materials
影响因子:
19
作者:
[Zhang Aijuan, Xie D, an, Ou Hongxia, Lu Xu, Zhou Xiaoyuan, Han Guang, Wang Guoyu, Zhang Bin, Han Xiaodong, Lu Wei, Dai Jiyan, Wang Guoyu, Zhou XY, Han G, Wang GY, Wang GY]
通讯作者:
Wang GY
Se Vacancy Effect on the Thermoelectric Performance of Pb-Doped In4Pb0.01Se3-x Polycrystalline
Se空位对Pb掺杂In4Pb0.01Se3-x多晶热电性能的影响
DOI:
10.1007/s11664-016-5218-6
发表时间:
2017
期刊:
Journal of Electronic Materials
影响因子:
2.1
作者:
[Alsharafi Rashed, Zhan Heng, Shaheen Nusrat, Lu Xu, Sun Xiaonan, Zhou Xiaoyuan, Wang Guoyu, Sun XN, Zhou XY]
通讯作者:
Zhou XY
DOI:
10.1088/1674-1056/27/4/047203
发表时间:
2018
期刊:
Chinese Physics B
影响因子:
1.7
作者:
[Wu Hong, Shaheen Nusrat, Yang Heng-Quan, Peng Kun-Ling, Shen Xing-Chen, Wang Guo-Yu, Lu Xu, Zhou Xiao-Yuan]
通讯作者:
Zhou Xiao-Yuan
DOI:
10.1063/1.5064787
发表时间:
--
期刊:
Applied Physics Letters
影响因子:
作者:
[Tang Xiaodan, Fan Dengdong, Guo Lijie, Tan Huan, Wang Shuxia, Lu Xu, Cao Xianlong, Wang Guoyu, Zhou Xiaoyuan]
通讯作者:
Zhou Xiaoyuan
Rapid preparation of Ge0.9Sb0.1Te1 x via unique melt spinning: Hierarchical microstructure and improved thermoelectric performance
通过独特的熔体纺丝快速制备 Ge0.9Sb0.1Te1àx:分层微观结构和改进的热电性能
DOI:
10.1016/j.jallcom.2018.09.144
发表时间:
2019
期刊:
Journal of Alloys and Compounds
影响因子:
6.2
作者:
[Tan Huan, Zhang Bin, Wang Guoyu, Chen Yongjin, Shen Xingchen, Guo Lijie, Han Xiaodong, Lu Xu, Zhou Xiaoyuan]
通讯作者:
Zhou Xiaoyuan
共 42 条
Cr2(Ge/Si)2Te6单晶中的电热磁耦合效应研究
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批准号:52071041
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2020
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负责人:周小元
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依托单位:
SnSe基单晶热电材料缺陷与费米能级位置调控的研究
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批准号:11674040
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项目类别:面上项目
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资助金额:72.0万元
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批准年份:2016
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负责人:周小元
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依托单位:
p型Mg2Si1-xSnx材料的熔体旋甩制备及共振能级对热电性能优化的研究
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批准号:11404044
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2014
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负责人:周小元
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依托单位:
多填充和纳米复合对n型方钴矿热电性能的提升
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批准号:11344010
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:15.0万元
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批准年份:2013
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负责人:周小元
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依托单位:
国内基金
海外基金