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熱電材料是什么_熱電材料有哪些

姚小熊27 ? 來源:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 作者:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 2020-08-04 11:27 ? 次閱讀

熱電材料是什么

熱電材料是一種能將熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料,1823年發(fā)現(xiàn)的塞貝克效應(yīng)和1834年發(fā)現(xiàn)的珀耳帖效應(yīng)為熱電能量轉(zhuǎn)換器和熱電制冷的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

隨著空間探索興趣的增加、醫(yī)用物理學(xué)的進(jìn)展以及在地球難于日益增加的資源考察與探索活動,需要開發(fā)一類能夠自身供能且無需照看的電源系統(tǒng),熱電發(fā)電對這些應(yīng)用尤其合適。

熱電材料有哪些

熱電熱材料的選擇可依其運(yùn)作溫度分為三類:

(1)碲化鉍及其合金:這是被廣為使用于熱電致冷器的材料,其最佳運(yùn)作溫度《450℃。

(2)碲化鉛及其合金:這是被廣為使用于熱電產(chǎn)生器的材料,其最佳運(yùn)作溫度大約為1000℃。

(3)硅鍺合金:此類材料亦常應(yīng)用于熱電產(chǎn)生器,其最佳運(yùn)作溫度大約為1300℃。

隨著納米科技相關(guān)研究蓬勃發(fā)展,熱電材料應(yīng)用的相關(guān)研究亦是歐美日各國在納米科技中全力發(fā)展的重點(diǎn)之一,不論在理論方面或?qū)嶒?yàn)方面均有很大的研究空間,納米材料具有比塊材更大的界面,以及量子局限化效應(yīng),故納米結(jié)構(gòu)的材料具有新的物理性質(zhì),產(chǎn)生新的界面與現(xiàn)象,這對提升ZT(熱電優(yōu)值)值遭遇瓶頸的熱電材料預(yù)期應(yīng)有突破性的改善,故納米科技被視為尋找高ZT值熱電材料的希望。

熱電材料的應(yīng)用意義

對于遙遠(yuǎn)的太空探測器來說,放射性同位素供熱的熱電發(fā)電器是唯一的供電系統(tǒng)。已被成功的應(yīng)用于美國宇航局發(fā)射的“旅行者一號”和“伽利略火星探測器”等宇航器上。利用自然界溫差和工業(yè)廢熱均可用于熱電發(fā)電,它能利用自然界存在的非污染能源,具有良好的綜合社會效益。

利用帕爾帖效應(yīng)制成的熱電制冷機(jī)具有機(jī)械壓縮制冷機(jī)難以媲美的優(yōu)點(diǎn):尺寸小、質(zhì)量輕、無任何機(jī)械轉(zhuǎn)動部分,工作無噪聲,無液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì),因此不存在污染環(huán)境的問題,可實(shí)現(xiàn)精確控溫,響應(yīng)速度快,器件使用壽命長。還可為超導(dǎo)材料的使用提供低溫環(huán)境。另外利用熱電材料制備的微型元件用于制備微型電源、微區(qū)冷卻、光通信激光二極管紅外傳感器的調(diào)溫系統(tǒng),大大拓展了熱電材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

因此,熱電材料是一種有著廣泛應(yīng)用前景的材料,在環(huán)境污染和能源危機(jī)日益嚴(yán)重的今天,進(jìn)行新型熱電材料的研究具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

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