激光作用下ZrNiSn合金热电材料组成、结构和性能的演化规律开题报告
2020-04-21 16:11:50
1. 研究目的与意义(文献综述)
随着目前世界能源消耗量的增加,传统不可再生能源的不断消耗,能源问题成为了首当其冲,必须解决的重要问题。而随着科技的发展,太阳能,风能和地热能等可再生能源渐渐进入了人们的眼中,为电力供应的方面提供了新的可能。而这其中,热点发电机因其能够利用废热,将其转化为电能而引起了广泛的关注5-7。
热电发电系统的输出功率由热源传递的热量和热电材料的转化效率决定8-11。而随着实验不断的发展,热电材料的效率已经有所提高,但是要制造出合适尺寸用来适应热源形状的热电材料却成为热电发电系统大量应用的一个挑战,因为使用传统方法制造的热电材料的形状可能仅限于立方体,导致热电发电机的几何形状已经很大程度上局限于n型和p型热电材料的典型平面布局,正是由于平面形状的热电发电机与弯曲热源之间的无效热接触导致其输出功率较低。并且由于在制作过程中的复杂工艺,使得原料浪费,利用率低且成本增加。而通过3d打印的方式,可以制造出复杂的3d形状,用来适应不同热源,以提高热电转化的效率12-15。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容材料制备:冷冻干燥制备单质zr粉,按zrnisn化学计量比称量,卧式球磨混合,冷压成型,激光自蔓延,坩埚研磨至粉体可过100目筛子,卧式研磨,浆料制备,湿法铺粉,slm;
材料表征:对shs-slm块体试样进行热电传输性能测试,通过sem对其形貌结构进行了分析,并测试该试样zt值与温度的关系,进行dsc分析,并对成品截面进行eds扫图,确定元素。
2.2 研究目标
3. 研究计划与安排
第1-4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、仪器和设备的操作。确定技术方案,并完成开题报告。
第5-6周:采用高温自蔓延法获得kg级zrnisn热电材料粉体。
第7-10周:采用选择性激光熔融技术制备zrnisn块体热电材料,对块体热电材料的微观结构和热电传输性能进行表征。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] deckers j, vleugels j, kruthljp. additive manufacturing of ceramics: a review[j]. journal of ceramic scienceand technology. 2014, 5(4):245-60.
[2] gu dd, meiners w, wissenbachk, poprawe r. laser additive manufacturing of metallic components: materials,processes and mechanisms[j]. international materials reviews. 2012, 57(3):133-64.
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