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组合材料学通过一次制备大量的不同组成或结构的样品库,然后对样品库进行高通量表征,高效的获得样品库组成-结构-性能之间的关系以及对样品库筛选进而发现新材料。具有类金刚石结构的多元硫族化合物作为热电材料具有很大的潜力,为发展和寻找多元硫族化合物中可能存在的性能优异的新热电化合物,本项目采用组合材料学方法,针对目前组合材料学方法在热电材料研究中存在的问题,发展基于多元扩散偶技术的热电材料组合材料库制备新技术,建立能对热电材料三个参数快速、原位和同时测试的高通量表征新技术,揭示和快速建立多元硫族化合物组成-物相-微观结构-热电性能之间的关系,发现和优化多元硫族化合物中可能存在的新热电化合物体系。本研究将拓展组合材料学研究方法的应用领域,促进组合材料学理论及技术的发展,为新热电化合物体系的探索和优化提供一种快速、高效和低成本的新途径,对加快新热电材料的开发和热电发电技术的应用具有重要意义。
组合材料学通过一次制备大量的不同组成或结构的样品库,然后对样品库进行高通量表征,高效的获得样品库组成-结构-性能之间的关系以及对样品库筛选进而发现新材料。具有类金刚石结构的多元硫族化合物作为热电材料具有很大的潜力,为发展和寻找多元硫族化合物中可能存在的性能优异的新热电化合物,本项目采用组合材料学方法,建立了基于放电等离子烧结和热锻退火的高通量制备技术,建立了基于扫描Seebeck探针显微镜的扩散偶样品库的电导率和Seebeck系数的高通量表征技术,以Ge-Sb-Te基化合物体系为研究对象,探究了熔融法和等离子体活化烧结法等制备方法,制备出了组成和结构丰富多样的块体热电材料组合样品库,进而通过对组合样品库中不同微区化学组成、晶体结构和热电性能的分析,揭示了材料的组成-结构-性能之间的关系,实现了筛选出热电性能优异的Ge-Sb-Te基新化合物的目的。在以上研究的基础上确定了Ge33.1Sb13.7Te53.2及其附近组成为可能包含具有优异热电性能的化合物,通过块体材料验证Ge38Sb10.3Te51.7在所制备样品中表现出最优异的热电性能,在773 K时ZT取得最大值1.35。本研究拓展了组合材料学研究方法的应用领域,促进组合材料学理论及技术的发展,为新热电化合物体系的探索和优化提供一种快速、高效和低成本的新途径,对加快新热电材料的开发和热电发电技术的应用具有重要意义。 2100433B
高中时极性可理解为电性。甲醇看成甲烷去掉一个氢,加上一个羟基,无论怎么放羟基分子都不对称,拉扯电子力不平衡,电性不平衡,所以是极性分子。且氧的电负性远强于碳,可知甲醇是强极性分子,
是共价化合物。主要以共价键结合形成的化合物,叫做共价化合物。不同种非金属元素的原子结合形成的化合物(如CO2、ClO2、B2H6、BF3、NCl3等)和大多数有机化合物,都属于共价化合物。在共价化合物...
对于有机锡化合物的限制,欧盟之前已经先后发布过89/677/EEC、1999/51/EC和2002/61/EC,规定有机锡混合物用作游离缔合的涂料(free association paint)中的生...
元素化合物让物质绽放异彩——《铝的重要化合物》教学设计
元素化合物作为中学化学的基础知识,是学生了解多彩世界,体会化学魅力的主要途径;它为学生形成化学概念和理解化学理论提供了丰富的感性素材,也是化学概念和理论的用武之地;化学实验在此大放异彩,也成为学生最有兴趣学习的部分。
电生物催化方法处理有机氯和硝基苯类化合物的研究
电生物催化方法处理有机氯和硝基苯类化合物的研究——有机氯和硝基苯类化合物大都分属于持久性有机物(POPs),具有较高的毒性和较强的三致作用而且难以降解。有机氯和硝基苯类化合物通常作为Lewis酸存在难以失去电子,所以还原处理(有机氯化合物还原脱氯和硝基...
研究材料设计和连续体形状和拓扑优化方法;研究设计变量包含细观(细观结构参数)和宏观(结构几何参数)两种尺度参数的优化问题的提法,探讨两种尺度参数并存引起的敏度分析、优化求解等方面的困难和求解方法;建立材料设计和结构设计并发的设计理论和方法。该方法将为利用先进技术制造类生物材料的高性能结构提供有指导意义的设计方案。 2100433B
复杂Zintl相化合物的合成,结构与性能研究一直是材料学研究领域的一个重要方向,无论是与之相关的基础研究,理论研究,还是应用研究都对固体化学和材料学发展具有重要意义。 基于复杂Zintl相化合物的热电材料,在高温热电应用方面已经展现出了极大的潜力,近年来已成为国际功能材料研究领域的一个热点。在该项目中,我们立足Zintl相化合物方面的长期工作基础,深入地开展此类化合物的合成,晶体与电子能带结构,热电性能优化等方面工作。该项目经过为期四年的实施,已顺利达成预期目标,并在以下几方面取得了重要成果:1)在本项目中,我们开展了大量的探索性基础研究工作,系统开展了基于V族元素的Zintl化合物的实验合成与晶体结构研究工作,发现了大量新颖的Zintl相化合物,甚至包括一些首次发现的结构类型,这些基础性研究工作,为后期的材料理论和性能研究奠定了良好的基础;2)在材料应用基础研究方面,我们发现了几个热电性能优异的新热电体系,例如Ca1-xRExAg1-ySb (RE = 稀土金属元素),Ca9Zn4 xSb9,A14MgSb11(A=二价碱土或稀土元素)等,并对相应体系开展了深入细致的性能与优化研究;3)针对高温Zintl相热电合金合成与纯化方面的难点,我们通过不断的努力,发展了一种快速制备方法,并自主开发了一套高温微感应炉合成设备,用于解决了高熔点,易挥发金属在合金化的过程中计量比偏离以及纯化困难的问题,并应用该设备合成了大量常规固相合成无法获得以及纯化的Zintl相化合物。受本项目资助,所获得的主要成果如下:1)以第一通讯人发表高水准SCI论文16篇;2)申请热电材料方面的国家发明专利2项目,已授权1项;3)培养博士生4名,硕士生2名。 2100433B
热电材料对于解决目前全球面临的能源短缺,尾气污染,温室效应等问题均有着极其重要的意义,寻求高转化效率的新一类热电材料已成为目前国际交叉前沿领域的研究热点。对于复合物热电材料的研究,目前较受关注的有以下三类:Skutterudites, Clathrates以及Zintl相化合物。其中,复杂Zintl相化合物由于其具有较低的晶格热导率,有希望构建高转化效率的热电材料,因此在近期研究中倍受关注。本项目我们立足于Zintl相化合物方面的长期工作基础,系统地研究此类化合物的设计合成,晶体结构,电子能带,载流子浓度的调节及其对热电性质的影响。通过对上述科学问题研究并总结规律,以促进相应交叉前沿领域的发展。该项目的成功实施,不仅具有重要的学术价值,还可能带来较大的经济效益和社会效益。