前言
石油、煤炭等不可再生能源的日趋枯竭,人类生存环境的日益恶化,使能源问题引起了世界各国,尤其是发达国家的高度重视。发展和应用环境友好型可再生能源成为21世纪全人类需要共同面对的社会问题。在寻找新能源以及新能源材料的艰辛历程中,能够通过固体中载流子的输运实现热能与电能直接转换的热电材料逐渐成为科研人员的研究热点。
热电材料是一类能直接实现热能和电能相互转换的重要能源转换材料。因为利用它所制备的热电器件(thermoelectric devices,简称TE装置)在实现能量转换过程中无机械运动,也不需要氟里昂或其他化学流体介质,所以热电器件具有清洁无污染、无传动部件、无噪音和寿命长等特点。热电材料在工业余热回收、汽车尾气热能转换、太阳能发电、深层空间航天器发电装置、移动式小型发电装置、小型制冷装置和便携式冷藏箱等领域已得到广泛的应用。近年来,巨大的民用市场需求和现代科学技术的飞速发展,使得高性能热电材料的研究又引起各国科研人员的广泛关注。热电材料的研究和应用对不可再生资源日益匮乏、环境污染越来越严重的今天意义重大。
本书共9章,主要分为四个部分,即热电材料的发展现状与理论基础(第1章)、热电材料的制备、测试及应用(第2章)、高性能方钴矿热电材料的制备和性能研究(第3~8章)、热电材料研究结论和展望(第9章)。在内容具体安排上,本书第1章介绍了热电材料国内外研究现状和相关的理论基础。第2章从材料制备角度出发,介绍了现今比较成熟高效的制备手段,并在此基础上介绍了材料的性能测试方法以及现阶段相关材料的应用情况。第3~8章介绍了利用高压合成方法制备系列CoSb3基方钴矿热电材料。通过掺杂和填充,结合压力的调控,对该类体系热电材料的热电性能进行了综合优化,并研究了合成压力、掺杂等对材料热电性能的调制规律。
在本书的写作过程中,不少教师和研究生提出了许多宝贵的意见,对此深表感谢。其中,特别感谢长春理工大学材料科学与工程学院的领导和同事们,尤其要感谢秦杰明、万玉春等为本书出版所做的工作,在此一并表示感谢。
由于时间及水平所限,书中难免存在疏漏和不足之处,敬请广大读者批评指正。
著者
2018年6月