1. 研究目的与意义（文献综述）

随着工业化进程的加快和全球经济的迅猛发展, 人类社会对能源的需求和依赖程度日益增大。在传统的能源结构中，化石能源占据90%以上，这些不可再生能源大部分以废热的形式排放，不仅造成资源的极大浪费，而且对生态环境也产生了严重的污染。因此，我们亟需发展一种清洁可持续的新能源来代替化石能源。热电材料是一种环境友好的新型能量转换材料，在工业余热发电和热电制冷领域具有广阔的应用前景，是我国和国际上高度重视发展的新型功能材料^[1-3]。热电材料通过seebeck效应使热量直接转化为电能，其转换效率由无量纲热电性能优值(zt)决定，zt=s²st/k ，其中s、s、k、t、分别为seebeck系数、电导率、热导率和绝对温度，s ²s称为功率因子。

cosb₃基方钴矿材料由于具有较高的功率因子（s ²s），在热电发电等领域具有广阔的应用前景，然而二元cosb₃方钴矿材料热导率较高，严重限制了其热电性能的提高以及在实际生活中的应用。研究人员针对降低cosb₃方钴矿基热电材料热导率，优化其热电性能方面做了很多努力。然而在实际应用中，热电材料还会受到循环温度荷载、交变机械荷载等作用，因此，一个服役性能良好的热电材料既需要具备优异的热电性能又需要具备良好的力学性能^[4-5]。已有相关研究表明，采用纳米复合（金属、陶瓷、纤维等）的方法可以有效地抑制方钴矿热导率，提高材料的zt值，同时实现力学性能进一步增强的目的^[6-9]。duan等^[7]在方钴矿中引入纳米tin，在保持热电性能良好的同时，材料的弯曲强度和断裂韧性分别提高了31 %和40 %。一方面，纳米tin的引入使得复合结构中晶界密度大量增加，增强了纳米晶粒和晶界对声子的散射，从而有效降低了材料的热导率和晶格热导率；另一方面，当材料发生变形时，在晶界处弥散分布的纳米tin颗粒对位错起到很好的“钉扎”作用，有效阻止了裂纹的扩展或迫使其改变扩展路径，从而显著提高热电材料的力学性能。zhang等^[10]在yb_0.3co₄sb₁₂中引入mwcnt，材料的zt值在875k达到1.43，由于mwcnt与基体材料之间的拔出效应与钉扎效应，复合2vol% mwcnt的样品的断裂韧性达到了1.4mpa m^1/2，与纯cosb₃相比提高了约75%。

目前主要是通过传统固相反应结合球磨工艺在方钴矿基体中引入陶瓷、纤维等第二相来研究其热电、力学性能的变化，然而在方钴矿里原位合成第二相研究其力学性能变化规律的报道很少。ag₂te是一种低热导率，力学性能较好的热电材料^[14]。故本文拟采用热压一步合成制备xag₂te/co₄sb_11.5te_0.5热电材料，利用ag₂te的韧性，提升界面结合力，增强其力学性能^[11-13]。而相比于熔融和固相反应等传统合成材料的方法，热压合成具有工艺简单，合成速度快的优点，符合工业生产的需求；另外，采用热压合成有较好的分散性，亦有利于提高力学性能^[15]。

2. 研究的基本内容与方案

1.研究的基本内容

（1）探索方钴矿与碲化银热电材料纳米复合的制备工艺。

（2）ag₂te含量对co₄sb_11.5te_0.5热电材料物相及结构的影响。

3. 研究计划与安排

第1周：查阅本课题相关文献；

第2周：完成文献翻译；

第3周：根据文献阅读情况，制定实验方案；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] liu w, hu j, zhang s, et al. new trends, strategies and opportunities in thermoelectric materials: a perspective[j]. materials today physics, 2017, 1: 50-60.

[2] 赵立东，张德培，赵勇. 热电能源材料研究进展[j]. 西华大学学报(自然科学版), 2015. 34(1): 1-13.

[3] 陈立东, 熊震, 柏胜强. 纳米复合热电材料研究进展无机材料学报. 2010, 25: 561-568.