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1. 研究目的与意义（文献综述）
随着全球工业化程度越来越高，天然能源日益减少，环境污染日趋严重，对节约环保型的清洁能源的研究以及应用越来越重要。热电材料是一种利用塞贝克效应或帕尔贴效应实现热能和电能直接转换的功能材料，在工业余热发电和热电制冷等领域具有重要和广泛应用，是国内外自上个世纪九十年代后期以来高度重视发展的新型功能材料[1-4]。热电材料的热电转换效率由材料的热电优值决定，根据公式zt=s2σt/κt,其中s，σ，t 和κt分别是塞贝克系数，电导率，绝对温度和总热导率[1]。如果把热电材料按照它们的工作温度进行分类，可分为高温（>800k）、中温(500k-800k)以及低温(<500k)热电材料,其中方钴矿热电材料在中温区具有优异的热电性能，被认为是一种非常有应用潜力的热电材料[6,10]。添加纳米复合第二相是提升方钴矿热电性能的重要途径，在方钴矿中引入纳米颗粒可起到降低热导率、提升zt值的作用[7-9]。在陶瓷等材料的研究中发现，向基体中同时引入两种增强相形成混杂复合材料，可以提高纳米相的分散性，起到协同增强增韧效果，大幅提升材料的力学性能[14-17]。
sic颗粒具有高强度、高硬度、高温稳定性等众多优点，研究表明，在热电材料中掺加适量sic纳米颗粒（体积含量不超过5%），可在添加增强相时保持电导率，有效提高材料的断裂韧性及热电性能[7,8]。碳纳米管（cnt）具有高弹性模量、高强度和高电导率，但容易产生团聚[5]。在方钴矿材料中加入碳纳米管会提高热电材料的zt值,同时降低材料的力学性能[13]。研究表明sic颗粒作为球磨介质可以提升纤维的分散性[10]，并且在材料中sic颗粒作为碳纳米管周围的分散粒子，可通过钉扎效应抑制和延缓碳纳米管的脱离和剥落，二者发挥协同增强增韧效果[12-15]。
本毕业设计希望可以通过制备不同含量sic颗粒与cnts的复合方钴矿材料，研究sic颗粒与cnts含量及其协同作用对方钴矿材料热电及力学性能影响机制。本实验的结论对于进一步改善方钴矿热电材料的力学性能和发展热电材料科学，以及推动方钴矿热电材料的应用具有重要意义。
2. 研究的基本内容与方案
（1）设计（论文）主要内容：1）cnts、sic纳米颗粒复合co4sb11.5te0.5热电材料的制备；
2）cnts、sic纳米颗粒复合方钴矿材料的性能测试（弯曲强度、断裂韧性、电导率、热导率、塞贝克系数）；
3）cnts和sic纳米颗粒的混杂复合对方钴矿材料性能影响机制研究。
3. 研究计划与安排
第1周，阅读相关文献；第2周，完成论文翻译；
第3周，制定实验方案；
第4周，完成开题报告；
4. 参考文献（12篇以上）
[1]张文毓.热电材料的研究与应用进展[j].上海电气技术,2017,10(03):71-74.
[2]duan b, zhai p c, ding s j, et al. effects of nanoparticle size on the thermoelectric and mechanical properties of skutterudite nanocomposites[j]. journal of electronic materials, 2014,43(6):2115-2120.
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