Bi_(2)Te_(3)基热电材料的湿热稳定性研究

Bi_(2)Te_(3)基化合物是目前得到广泛商业应用的热电材料,其湿热稳定性直接影响着热电器件的服役可靠性。本工作探究了商用n型Bi_(2)Se_(0.21)Te_(2.79)和p型Bi_(0.4)Sb_(1.6)Te_(3)热电材料存储于85℃,85%RH(相对湿度)湿热环境600 h期间的降解行为。在湿热处理600 h后,n型Bi_(2)Se_(0.21)Te_(2.79)和p型Bi_(0.4)Sb_(1.6)Te_(3)材料表面均被氧化,反应过程分别为Bi_(2)Te_(3)+O2→Bi_(2)O_(3)+TeO2和Bi_(2)Te_(3)+Sb_(2)Te_(3)+O_(2)→Bi_(2)O_(3)+Sb_(2)O_(3)+TeO_(2)。氧化过程在材料内部产生了纳米级孔洞,甚至微裂纹,导致材料的电、热性能全面劣化。在室温时,n型Bi_(2)Se_(0.21)Te_(2.79)材料的电导率从存储前的9.45×104 S·m^(–1)显著下降到7.79×10^(4)S·m^(–1),ZT则从0.97下降至0.79;p型Bi_(0.4)Sb_(1.6)Te_(3)材料的Seebeck系数从243μV·K^(–1)明显减小至220μV·K^(–1),ZT则从1.24降低到0.97。综上所述,Bi_(2)Te_(3)基热电材料的湿热稳定性极差,微型热电器件在服役过程中需要进行严格封装,以阻止热电材料自身与环境中的水汽、空气发生复杂的氧化还原反应。

n型B_(i2)Te_(3)基材料表面处理对热电单元性能的影响

Bi_(2)Te_(3)基微型热电器件的尺寸越小,界面结合强度及接触电阻对于器件力学性能、开路电压以及输出功率等的影响就越显著。因此开发成本低、工艺简单的热电单元制备技术,并使n型Bi_(2)Te_(3)基块体材料与阻挡层间的界面兼具低接触电阻、高结合强度具有重要意义。本工作将n型Bi_(2)Te_(3)基热电材料薄片在混合酸溶液(pH~3)中进行表面处理,随后进行化学镀Ni(5μm),再与Cu电极焊接制备得到热电单元。腐蚀后,n型Bi_(2)Te_(3)基热电材料表面大的沟壑与Ni阻挡层间形成锚固效应,腐蚀6 min的材料结合强度高达15.88 MPa。大沟壑表面进一步腐蚀后出现的精细分支与Ni阻挡层间形成纳米孔洞,显著增大了界面接触电阻,腐蚀2 min的材料达到2.23Ω·cm^(2)。最终,腐蚀4 min后镀Ni的n型Bi_(2)Te_(3)基热电片材与p型Bi_(2)Te_(3)基热电片材制备的微型热电器件在20 K温差(高温端306 K,低温端286 K)下的输出功率高达3.43 mW,相较于商用电镀镀层制备的同尺寸器件提升了31.92%。本工作将为微型热电器件的性能优化提供支撑。

随机振动试验中测量不确定度评定

本文结合振动台的随机振动试验工作实际,分析了随机振动试验中的不确定度的来源,用功率谱密度随频率变化曲线作为试验的控制图进行了10次独立试验,采集了功率谱密度和加速度总均方根值试验结果数据,按GB/T 27418-2017《测量不确定度评定与表示》[1]的方法对振动台的随机振动试验进行了测量结果的不确定度评定,给出了不确定度的报告与表示。

隐隐飘香丝瓜水

据《红楼梦外传》记载，林黛玉在中秋月圆之夜，精选扬州二十四桥边枝叶旺盛的丝瓜藤，在丝瓜茎高出地面半人高处将其拦腰切断，取其源源不断滴出的晶莹汁液，带到大观园的地窖里封存起来；妙玉在冬至这一天从艳红的梅花朵上采撷梅花雪，与初春采摘的桃花叶，放在成窑的瓦罐里，