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文檔簡(jiǎn)介
1、熱電材料是一類能直接實(shí)現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換功能的材料,無(wú)需機(jī)械部件,無(wú)噪音,節(jié)約能源,因此受到人們的關(guān)注。其中β-FeSi2作為熱電材料,在世界能源危機(jī)日益顯現(xiàn)和人們致力于綠色能源開(kāi)發(fā)的今天,對(duì)其的研究開(kāi)發(fā)應(yīng)用有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。它的特點(diǎn)是具有比較高的Seebeck系數(shù),來(lái)源廣泛,價(jià)格低廉,高溫抗氧化性好,無(wú)毒以及高的工作溫度。由于β-FeSi2具備以上優(yōu)點(diǎn),它有廣泛的應(yīng)用前景。
本文采用自蔓延.熱壓工藝制備熱電材料p.FeSi2。
2、主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究:
1.對(duì)于自蔓延高溫合成(燃燒合成)的中間產(chǎn)物α-Fe2Si5在轉(zhuǎn)變?yōu)棣?FeSi2的過(guò)程中,熱壓時(shí)間固定為4min,探究不同的熱壓溫度和壓力對(duì)合成產(chǎn)物的影響,總結(jié)最合理的熱壓工藝參數(shù);
2.燃燒合成過(guò)程中為了使得產(chǎn)物只包含α-Fe2Si5,在配料階段通過(guò)改變硅的含量,研究燃燒合成產(chǎn)物相的組成,尋找最合理的鐵硅比例;
3.對(duì)比分析不同的銅摻雜含量對(duì)合成產(chǎn)物的影響,探究
3、最佳摻雜比例;4.通過(guò)摻雜不同含量的鋁,分析不同含量下合成產(chǎn)物的相組成結(jié)構(gòu)及形貌。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
1.當(dāng)鐵硅原子比為nFe:nSi=1:3,摻入0.50at%的Cu,熱壓時(shí)間定為4min,熱壓溫度為720℃時(shí),α-Fe2Si5已經(jīng)基本轉(zhuǎn)變?yōu)棣?FeSi2,到800℃時(shí)部分β相重新轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe2Si5,且壓力的提高有助于β-FeSi2生成和致密度的提高;
2.當(dāng)鐵、硅原子比例為1:2.5時(shí),燃
4、燒合成的球粒狀產(chǎn)物只包含α-Fe2Si5,消除了ε-FeSi相;利用酒精在超聲波清洗儀中清洗燃燒合成球粒狀產(chǎn)物時(shí),如果清洗不夠充分,熔渣中的ε-FeSi粘附于球粒上,會(huì)導(dǎo)致β-FeSi2合成過(guò)程中ε相剩余;
3.在利用共析反應(yīng)α→β+Si生成β-FeSi2的過(guò)程中,少量Cu的摻入可以明顯提高反應(yīng)速度,并且隨著Cu含量的增加,反應(yīng)速度隨之提高,由斷口SEM形貌可見(jiàn),反應(yīng)生成了大小均勻的β-FeSi2微粒,而生成的Si彌散分布
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