超声分散法制备YbAl3纳米复合热电材料及其热电性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着人类生活水平的提高，能源问题也日益凸显了出来，不可再生能源的消耗殆尽，环境问题的严重恶化，都使得研发出新型高效可持续的能源供应体系成为科研领域的重中之重。热电材料是实现这一构想的关键，这类材料是利用seebeck效应或peltier效应实现热．电直接相互转换的一类重要的新能源材料，在太阳能热电．光电复合发电、汽车尾气余热发电、工业余热再利用和热电制冷等技术领域具有重要和广泛应用。将具有一系列优点如尺寸小、环境友好、安静、易集成的热电器件规模化应用，则有望淘汰传统的压缩机制冷方式，取而代之的是大规模太阳热能和汽车尾气余热发电，这将对改善当前的环境问题和降低工业能耗起到重要促进作用。

从上个世纪开始,科学工作者就开始着力于传统热电材料的研究,传统热电材料根据其工作温度可以分为三个系列:(1)低温型热电材料:碲化铋及其合金,一般在300℃以下使用;(2)中温型热电材料:碲化铅及其合金,一般在500～700℃使用;(3)高温型热电材料:锗硅合金,使用温度高达1000℃以上。

ybal3是迄今为止发现的在低温下具有最高的功率因子的热电材料，据文献报道，其电阻率在室温下约为0.5μΩ·m左右，接近于纯金属的电阻率，比一般块体半导体热电材料要低得多，极低的电阻率意味着在热电转换过程中几乎没有焦耳热产生，能量损失很少；而由于ybal3能带结构的特殊性，yb的4f带位于其费米能级附近，使得材料在电阻率极低的同时又表现出较高的seebeck系数，其seebeck系数的绝对能达到70-80μv/k，

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备：以ybal3为基体材料，制备xfe3o4/ybal3磁性纳米复合热电材料，制备方法采用超声分散法。材料表征：对xfe3o4/ybal3磁性纳米复合热电材料进行结构表征和电热性能测试，通过xrd、sem、bem、empa等表征手段对其物相组成及显微结构进行了分析，并通过测量电导率、热导率及赛贝克系数对其热电性能进行了系统评估。

2.2研究目标

1、掌握xfe3o4/ybal3磁性纳米复合热电材料的制备方法；

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告；

第4－6周：了解并掌握纳米复合热电材料的表征和性能测试设备的操作方法；

第7－10周：采用超声分散法制备ybal3纳米复合热电材料；完成物相组成鉴定、显微结构分析和热电性能测试工作；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]刘恩科,朱秉升,罗晋生等.半导体物理学,北京:国防工业出版社(m),1994.

[2]徐静静,杜保立,张文浩,唐新峰.agsbte2热电化合物的超声化学法合成(j),无机材料学报，2010,25:593-597.

[3]b.s.sa,j.zhou,z.m.sun,etal.firstprinciplesinvestigationofmechanicalandthermodynamicpropertiesoftherareearthintermetallicybal3underpressure(j).intermetallics,2012,22:92-98.