机械合金化-热压法合成填充式Skutterudite化合物及电性能研究

研究以La,Fe,Co及Sb粉末为起始原料,用机械合金化热压法合成填充式Skutterudite化合物LayFeCo3Sb12的可能性和合成条件,研究了La填充分数对LayFeCo3Sb12电性能的影响。结果表明,原料粉末机械合金化10h,在650℃热压2h,合成了填充Skutterudite化合物LayFeCo3Sb12。LayFeCo3Sb12化合物的电导率σ随La填充分数的增加而降低;当y<0.6时,Seebeck系数随La填充分数的增加而增加,功率因子α2σ随La填充分数的增加而降低。

Skutterudite类化合物晶粒长大规律和放电等离子体烧结的研究

用熔融-退火-放电等离子体烧结法(SPS)制备了晶粒尺寸均匀致密度高的La0.75Fe3CoSb12热电合金.研究了退火时间和温度对skutterudite合金晶粒长大的影响,晶粒生长动力学指数n=2.7,表观生长激活能Q=381±30 kJ/mol.晶粒长大主要受扩散机制控制. SPS的致密度随烧结时间的延长和温度的升高而增加, SPS后微观组织的观察表明,通过控制退火温度可有效地控制合金最终的晶粒尺寸.

(Ce,La)_yFe_(1.0)Co_(3.0)Sb_(12)热电化合物的固相反应合成及性能研究

研究了以Co,Sb,Fe及稀土Ce,La为起始原料,采用固相反应放电等离子烧结(SPS)技术合成二元稀土填充式Skutterudite化合物(Ce,La)yFexCo4-xSb12(x=1.0,y=0～0.3),并对化合物的热电性能进行了研究。实验结果表明:在y=0～0.3组成范围内,采用固相反应SPS法在900～1000K温度范围内合成了(Ce,La)yFexCo4-xSb12化合物,并伴有极少量的Sb相。(Ce,La)yFexCo4-xSb12化合物呈现p型传导,化合物的晶格常数和Seebeck系数随Ce,La复合填充分数y的增加而增加,电导率和热导率由于Ce,La的复合填充大幅度降低,并且随着填充分数的增加进一步降低。当Ce,La复合填充分数为0.3时热导率达到最小值。在773K,富Co组成Ce0.1La0.2FeCo3Sb12化合物的最大无量纲热电性能指数ZTmax达0.46。

P型Sr_(0．5)Co_(4-x)Fe_xSb_(12)化合物的制备及高温热电性能

采用熔融法结合放电等离子烧结(SPS)技术合成了P型填充方钴矿化合物Sr_(0.5)Co_(4-x)Fe_xSb_(12),并研究了Fe掺杂对该化合物高温热电性能的影响。采用X-射线衍射(XRD)及电子探针(EPMA)表征了化合物的物相及化学成分,在300～850 K温度范围内测试了化合物的电导率、赛贝克系数和热导率,采用Van de Pauw方法测试了化合物的室温载流子浓度。实验结果表明,化合物的主要相组成为Sr_(0.5)Co_(4-x)Fe_xSb_(12)方钴矿相,同时含有少量FeSb_2和CoSb_2杂质相。化合物的赛贝克系数均为正值,表明为空穴导电。随着Fe掺杂量的增加,化合物的载流子浓度及电导率增加,赛贝克系数降低,晶格热导率降低,最小室温晶格热导率为1.97 Wm^(-1)K^(-2)。对于化合物Sr_(0.52)Co_(2.32)Fe_(1.68)Sb_(12),在850K时获得的最大热电性能指数ZT约为0.60。

致密度对填充skutterudite化合物La_(0.75)Fe_3CoSb_(12)热电性能的影响

研究了致密度对填充skutterudite化合物La0 75Fe3CoSb1 2 热电性能的影响 .La0 75Fe3CoSb1 2 表现为p型传导 ,载流子迁移率随着致密度的增加而升高 .由于样品中空洞的散射作用 ,致使电阻率 ρ随着致密度的降低而升高 ,同时造成热导率κ的下降 ,但塞贝克系数α与致密度关系不大 ,致密度造成电阻率 ρ升高的比率与热导率κ下降的比率相当 ,致密度不同的样品具有相当的ZT值 .致密度对填充式skutterudite化合物La0 75Fe3CoSb1 2

填充式skutterudite化合物(Ce或Y)_yFe_xCo_(4-x)Sb_(12)的固相反应合成及填充原子Ce或Y对晶格热导率的影响

研究了以Sb, Co, Fe, 及Ce和Y的氯化物为起始原料, 用固相反应法合成填充式skutterudite化合物(Ce或Y)yFexCo4-xSb12的可能性和合成条件, 在 850～1 123 K温度及x = 0～1.0, y = 0～0.15组成范围内, 用固相反应法合成了单相的(Ce或Y)yFexCo4-xSb12化合物. Rietveld结构解析结果证明了固相反应法所得到的化合物(Ce或Y)yFexCo4?xSb12具有填充式skutterudite结构. (Ce或 Y)yFexCo4-xSb12化合物的Rietveld结构解析所得到的Ce或Y的填充分数与化学分析所得到的组成一致. 化合物的晶格常数随着在Co原子位置Fe置换量的增加及在skutterudite结构中的Sb二十面体空位上Ce的填充而明显增大. (Ce或 Y)yFexCo4-xSb12化合物的晶格热导率随着Ce 或Y原子在空位上的填充及在Co原子位置Fe的置换而大幅度下降.

熔体旋甩法制备p型填充式方钴矿化合物Ce_(0.3)Fe_(1.5)Co_(2.5)Sb_(12)的微结构及热电性能

采用熔体旋甩法结合放电等离子烧结技术(MS-SPS)制备了p型填充式方钴矿化合物Ce0.3Fe1.5Co2.5Sb12,研究了熔体旋甩工艺对微结构以及热电性能的影响规律.结果表明,较高的铜辊转速和较低的喷气压力有利于提高熔体的冷却速率,使带状产物晶粒细化.薄带经SPS烧结后得到致密、基本单相、晶粒尺寸均匀细小(150—300nm)的块体.与传统方法制备的试样相比,MS-SPS试样虽然电导率有所降低,但因具有较大的Seebeck系数而获得了相对较高的功率因子.更为重要的是,由于MS-SPS样品中的纳米结构,样品晶格热导率较传统方法制备的Ce0.3Fe1.5Co2.5Sb12降低约30%,因此MS-SPS工艺制备的试样的无量纲热电性能指数ZT与传统方法制备的样品相比有所提高,750K时达到0.55左右.

Ca和Ce双原子复合填充p型Ca_mCe_nFe_xCo_(4-x)Sb_(12)化合物的合成及热电性能

用高温熔融法合成了Ca和Ce复合填充的单相p型CamCenFexCo4-xSb12化合物,探索了两种原子复合填充对其热电性能的影响规律.研究结果表明,填充分数相同时,Ca和Ce两种原子复合填充的p型CamCenFexCo4-xSb12化合物的载流子浓度和电导率介于Ca或Ce一种原子单独填充的化合物之间,且随两种原子填充分数m+n的增加而降低;赛贝克系数随两种原子填充总量,尤其是Ce填充分数m的增加以及温度的上升而增加;在相同填充分数时,两种原子复合填充的p型CamCenFexCo4-xSb12化合物的晶格热导率较Ca或Ce一种原子单独填充的化合物的晶格热导率低,当总填充分数m+n为0.3左右,且Ca和Ce的填充量大致相等时,化合物的晶格热导率最低.p型Ca0.18Ce0.12Fe1.45Co2.55Sb12.21化合物的最大热电性能指数ZT值在750K时达到1.17.

铝合金厚壁管中热裂纹化合物填充缺陷的超声检测

空心铝合金铸锭铸造过程中若有冷却速率过大等因素,在由其热挤压成型的铝合金厚壁管的端部附近,就可能产生细长的热裂纹化合物填充缺陷。大量的生产检测实例表明,当化合物聚集颗粒平均尺寸大于50μm时,采用合适频率和折射角的斜探头可检测该类缺陷,使管材筛选变得更为便捷。

p型Ba_yFe_xCo_(4-x)Sb_(12)化合物的热电性能

以 2 +价的Ba作为填充原子 ,在x=1.0— 1.6 ,y=0— 0 .6 3的组成范围内 ,系统地研究了Ba填充分数及Fe含量对p型BayFexCo4-xSb1 2 化合物电性能及热性能的影响 ,探讨了填充原子的氧化价对电性能的影响规律 ,优化了p型BayFexCo4-xSb1 2 化合物的组成和热电性能 ,对于富Co组成的Ba0 .2 7FeCo3Sb1 2 试样 ,本研究得到了 0 .9最大无量纲热电性能指数 (ZT) .

全干式无油膏绞合松套管光缆的性能

通过采用超吸水聚合物技术，美国康宁光缆系统最近研制开发出一种全干式无油膏绞合松套管光缆，它排除了缓冲管内的油膏。内部和外部处理评价证实，无油膏设计比填充油膏设计更易于操作，并且在光缆终端制备过程中每根缓冲管可以节省1—2分钟的时间。对该光缆进行了扩展性能试验，以便按照行业标准的要求确认其性能。另外还进行了许多非标实验室和现场安装试验，以便研究老化和极限处理条件等问题。在所有情况下试验均显示没有影响到光缆性能。无油膏松套管光缆是一种坚固的产品，适合在目前使用填充油膏描套管光缆的任何安装条件下使用．