PbTe納米粉形貌調(diào)控及對其塊體熱電性能的影響.pdf

1、熱電材料是一種可以用來溫差發(fā)電、溫差制冷的的新型功能材料，它是一種在溫差梯度下可以進行電能、熱能相互轉換的材料，這種材料制成的器件節(jié)能、無污染、使用壽命長、穩(wěn)定性好。PbTe熱電材料是一種傳統(tǒng)的、使用溫區(qū)為中溫區(qū)，具有較高熱電性能的材料。
　　本文采用一步水熱法，通過調(diào)控水熱法的工藝參數(shù)，如反應溫度、表面活性劑種類和用量、NaOH濃度等，制備出不同形貌的PbTe納米粉體，包括納米顆粒、納米棒、漏斗狀、枝葉花狀等分級結構。初步探討形

2、貌變化機理及過程，并對三種典型形貌納米棒、漏斗狀、枝葉花狀粉體熱壓成型，進行熱電性能測試。研究主要內(nèi)容如下:
　　(1)本文采用Pb(NO3)2和Na2TeO3為反應物，硼氫化鈉為還原劑，改變各種工藝條件發(fā)現(xiàn)反應溫度越高，表面凹陷的漏斗狀深度越深，出現(xiàn)了碎裂，棱斷開，在不同表面活性劑條件下，PVP對形貌改性更強，得到更多完全漏斗狀，當只改變表面活性劑PVP時，形貌會隨著量增大，從顆粒變成漏斗狀，當改變NaOH濃度時，產(chǎn)物會隨著濃度

3、增大漏斗狀更均勻。這可能是表面活性劑在反應中充當了軟模板，在堿性環(huán)境越強的情況下，表面凹陷的越深，同時氫氧化鈉充當了刻蝕劑的作用。從動力學角度來說，由于棱角部分原子的過生長，也會導致出現(xiàn)表面凹陷形貌。
　　(2)本文采用Pb(NO3)2和Na2TeO3為反應物，水合肼為還原劑，改變各種工藝條件。研究發(fā)現(xiàn)，反應溫度過高時，從形貌主要是八角花瓣狀變成枝晶狀形貌占主導地位，當表面活性劑不同，產(chǎn)物形貌也會不一樣，加PVP時是八角花瓣狀，加

4、EDTA、SDBS時，產(chǎn)物形貌在同等量時，沒有PVP變化大，只是加深了反應，PVP的作用比其他兩個模板作用強。單獨研究PVP的作用，發(fā)現(xiàn)在不同的NaOH濃度下，產(chǎn)物形貌變化比較大，在同一NaOH濃度下，產(chǎn)物形貌基本處于同一個狀態(tài)，2mol/l時，在改變的PVP條件下，產(chǎn)物形貌是枝葉花狀，在1mol/l時，產(chǎn)物形貌是八角花瓣狀。當改變NaOH濃度時，產(chǎn)物從棒狀變到八角再到出現(xiàn)枝晶，成為枝葉花狀。上述研究表明，枝晶花狀的出現(xiàn)是NaOH刻蝕作

5、用，表面活性劑模板以及動力學因素共同作用產(chǎn)生的。最后對水合肼和硼氫化鈉還原劑對形貌影響做出比較，發(fā)現(xiàn)水合肼是形成八角花瓣結構的必要條件。
　　(3)將反應調(diào)控所得的不同形貌的粉末產(chǎn)物，包括納米棒、漏斗狀、枝葉花狀，通過熱壓，比較分析三種形貌塊體材料中的熱電學性能，得出三種形貌不同的粉末在熱壓成塊體后，塊體的微觀形貌也存在差別。熱學性能方面，枝葉花狀形貌的塊體熱導率最小，漏斗狀形貌的熱導率最大，電學性能角度，漏斗狀的電阻率最高，塞貝