1. 研究目的与意义（文献综述）

发展清洁、可持续的能源供给模式是当今社会面临的一个重大课题。目前，风能、核能、氢能、太阳能光伏发电等技术部分解决了这一课题^[1]。虽然这些新能源与传统能源相比较，已经变得十分环境友好，可再生性也有很大的提高，但是在实际应用的过程中仍旧不能够避免温室气体的排放，而且能量转化的器件也较为复杂。而热电转换技术作为一种新型的环境友好的能源转换技术在解决这一重大问题时，逐渐凸显它独特的作用。

热电转换技术主要利用seebeck效应和peltier效应来实现电能和热能的直接转换^[2-5]。一方面可以利用汽车尾气、工业生产所带来的未被利用的废热来进行温差发电，以提高能量使用效率^{[3, 6-8]}；另一方面可以实现通电制冷^[9-11]。与传统发电、制冷技术相比较，热电转换技术具有结构装置简单、无机械传动部分、无噪声、零排放、轻质、小体积、高寿命、环境友好等众多优点，而且便于进行器件加工和设计。因此，热电转化技术在太阳能发电、汽车尾气发电、工业废热发电等方面有着重要的应用价值，已经在军事、交通、航空航天、医疗服务等多个领域有所应用。

sige合金是一种高温热电材料，具有熔点高、饱和蒸气压低、抗氧化能力强、强度高、韧性大等优点^{[12, 13]}。sige合金热电性能的研究已有半个多世纪的历史。2008年，在x. w. wang等人的报道中，掺杂p的n型sige合金zt在900 ℃时达到了1.3^[14]；随后，在2012年，s. bathula等人报道了掺杂p的n型si₈₀ge₂₀合金的zt在900 ℃达到了1.5^[15]；2014年，r. basu等人在报道中指出，掺杂p的n型sige合金zt在1073 k的时候竟高达1.84^[16]。这些报道通过提高纳米晶界的密度、引入点缺陷和位错等手段来增加声子散射率，从而大大降低了热导率，并且同时提高了seebeck系数，从而使得zt值得到了大幅度的提升，大大优化了热电材料的热电转化性能。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：按照一定摩尔比例称取一定质量的硅粉、锗粉、钒粉，利用机械合金法制备n型sige合金原料，一部分通过等离子活化烧结技术（plasma activated sintering, pas）制成基板，一部分作为slm实验的原料。

材料表征：通过xrd（x-raydiffraction）对产物的物相进行检测；利用场发射扫描电镜（field emission scanning electron microscopy，fesem）对slm单道和成型面的表面形貌及其微结构进行观察、分析；利用电子探针分析仪（electron probe micro analyzer, epma）检测单道线和成型面的实际化学组成；利用seebeck系数显微分析仪（potential seebeck microprobe, psm）对样品表面进行seebeck系数测试；利用差示扫描量热仪测出恒压热容c_p，从而算出热导率。

3. 研究计划与安排

第1 #8722; 3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告；

第4 #8722; 5周：样品试制阶段，根据实验情况及时调整方案；

第6 #8722; 8周：样品制备阶段，优化样品制备方法；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 路甬祥. 清洁、可再生能源利用的回顾与展望. 科技导报,2014, 32(28): 15-26.

[2] snyder g j, and e s toberer. complex thermoelectric materials. nature materials, 2008, 7(2): 105-14.

[3] tritt t m. thermoelectric materials, phenomena, andapplications: a bird's eye view. mrs bulletin, 2006, 31(3): 188-198.