3D打印技术在热电材料中的应用开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

19世纪20年代以来，钢铁材料一直在军工、航空航天、汽车制造等领域占主导地位。随着全球气候变暖和能源问题的日益突出，迫于环境及能耗的压力，世界各国对材料的选择开始追求环境友好[1]，而热电转换技术拥有极大的应用潜力，所谓所谓热电转换技术，是指利用热电效应，实现热能和电能直接转换的技术与传统的制冷机或内燃机不同的是，热电转换技术的能量转换主要依赖于固体材料内部载流子（电子或空穴）的运动[2]。

热电效应的载体是热电材料。热电材料(又称温差材料)相比于传统的热机而言，热电材料具有体积小、重量轻、无振动、无噪音、无磨损、安全可靠、寿命长、对环境不产生任何污染等特点，能够满足人类绿色环保的发展理念，主要用于热电发电和热电制冷[3],因此，在环境污染和能源危机日益严重的今天，热电材料的研究具有很强的现实意义。碲化铋（bi2te3）自1954年以来就被大量研究，是目前发展最为成熟的热电材料之一[4]，目前其广泛应用于制冷器件及低温区发电(200~400k)。bi2te3的seebeck系数大并且其热导率较低，故其热电优值较高，所以碲化铋基热电材料是目前公认最好的热电材料[5]，而碲化铋基热电材料页也是本次实验的研究体系。

目前，合金结构件的成型加工方法主要是采用铸造、锻造、挤压等传统工艺。以液态铸造成型、固态塑性成型及连接成型等为代表的成型加工工艺是汽车、电力、钢铁、石化、造船、装备制造等支柱产业的基础制造技术，而铸造则是决定零件形状，最终组织、结构与性能的最关键步骤。尽管铸造合金在军工、航空航天、汽车制造等领域已经被广泛的应用且具有很好的发展前景，但其生产与应用也面临着严峻的挑战[6]。随着平面光电器件、微机电系统(microelectromechanicalsystem)和微光机电系统(micropotoelectromechanicalsystems)的出现和应用,人们越来越需要体积小、功率密度大、易于其他器件集成的热电器件[7-11]，因此微细热电器件不论是在制冷还是制热或者传感方面,都有着巨大的潜力而传统的切削可能会导致材料变形，材料的可靠性和成品率将会降低，并且切割过程中会导

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备：按一定质量比称取铋粉、碲块、硒粉若干，通过球磨研磨细后，

以自蔓延的手段制备出p型碲化铋(bi0.5sb1.5te3)做为原料，部分通过等离子活化烧结技术(plasmaactivatedsintering，pas)技术烧结成基板，部分做为slm实验原料。

3. 研究计划与安排

第1－3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4－6周：按照设计方案，采用高温自蔓延法探索热电材料粉体的批量制备工艺。

第7－10周：采用选择性激光熔融技术制备块体热电材料，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]甄丽华.环境保护背景下的新能源开发问题探究[j].科技致富向导,2014(9):31-31.

[2]rowedm.thermoelectricshandbook:macrotonano[m].crcpress,2005.

[3]马秋花,赵昆渝,李智东,等.热电材料综述[j].电工材料,2004(1):43-47.[4]mahang.goodthermoelectrics[j].solidstatephysics,1997,51:81-157.