Mg2(Si,Sn)基熱電材料的制備及熱電性能研究開題報(bào)告

Mg2(Si,Sn)基熱電材料的制備及熱電性能研究開題報(bào)告一、選題背景與意義熱電材料旨在將廢熱轉(zhuǎn)化為電能，具有廣泛的應(yīng)用前景，例如發(fā)電、溫度控制等領(lǐng)域。Mg2(Si,Sn)基熱電材料是一類具有良好熱電性能的熱電材料。由于其具有良好的環(huán)境友好性、壽命長(zhǎng)和低成本等優(yōu)點(diǎn)，所以越來(lái)越受到研究者的關(guān)注。在Mg2(Si,Sn)基熱電材料中，Si和Sn扮演著非常重要的角色。Si的加入可以提高材料的熱導(dǎo)率，Sn的加入則可以提升材料的載流子濃度和電導(dǎo)率。因此，如何在制備過(guò)程中控制Si/Sn的添加量，并調(diào)控材料的缺陷結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)，是制備具有優(yōu)異性能的Mg2(Si,Sn)基熱電材料的基礎(chǔ)。本研究旨在研究Mg2(Si,Sn)基熱電材料的制備及其熱電性能，通過(guò)對(duì)材料微觀結(jié)構(gòu)和缺陷結(jié)構(gòu)的分析，探究材料性能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，為Mg2(Si,Sn)基熱電材料的應(yīng)用提供基礎(chǔ)支持和理論指導(dǎo)。二、研究?jī)?nèi)容和方法(1)制備Mg2(Si,Sn)基熱電材料，探究不同添加量Si和Sn對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。(2)采用X射線衍射、掃描電鏡和透射電鏡等方法，研究材料的微觀結(jié)構(gòu)和缺陷結(jié)構(gòu)。(3)測(cè)量材料的熱電性能，研究材料的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率隨溫度變化的規(guī)律，同時(shí)研究材料的Seebeck系數(shù)和Powerfactor等熱電性能指標(biāo)的表現(xiàn)。(4)基于所得數(shù)據(jù)，分析材料的熱電性能與微觀結(jié)構(gòu)、缺陷結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。三、預(yù)期成果和意義(1)成功制備出優(yōu)異性能的Mg2(Si,Sn)基熱電材料，并得到其結(jié)構(gòu)和性能特征。(2)掌握Mg2(Si,Sn)基熱電材料的制備和熱電性能測(cè)試方法，并探究其特性與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。(3)深入研究Mg2(Si,Sn)基熱電材料的電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率和Seebeck系數(shù)等熱電性能指標(biāo)，有望推進(jìn)該領(lǐng)域的研究進(jìn)展，為熱電領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展提供重要的指導(dǎo)。四、進(jìn)度計(jì)劃及預(yù)算(1)進(jìn)度計(jì)劃第一年：完成Mg2(Si,Sn)基熱電材料的制備和結(jié)構(gòu)表征。第二年：完成熱電性能的測(cè)試和分析。第三年：完成數(shù)據(jù)整合和撰寫畢業(yè)論文。(2)預(yù)算研究經(jīng)費(fèi)：10萬(wàn)元主要用于研究材料的制備，熱電性能測(cè)試和相關(guān)儀器的購(gòu)置。五、參考文獻(xiàn)[1]HeJ,TrittTM.Advancesinthermoelectricmaterialsresearch:lookingbackandmovingforward[J].Science,2017,357(6358):eaak9997.[2]ZhaoLD,etal.UltralowthermalconductivityandhighthermoelectricfigureofmeritinSnSecrystals[J].Nature,2014,508(7496):373-377.[3]LeiX,DongJ,FengL,etal.MicrostructureevolutionforSidopedn-typeMg2Sianditseffectonthermalandelectricalproperties:Theoreticalandexperimentalinvestigation[J].ActaMaterialia,2016,118:11-21.[4]ZhangQ,etal.Enhancementofthermoelectricfigure-of-meritbyresonantstatesofaluminiumdopinginleadselenide[J].Energy&EnvironmentalScience,2012,5(11):9483-9487.[5]AdachiT.Crystalstructureandelectricalpropertiesofanewmagnesi