一種調(diào)控氧化物材料熱導(dǎo)率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱電材料，尤其是涉及利用超臨界流體的一種調(diào)控氧化物材料熱導(dǎo)率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱電材料能夠把環(huán)境中的熱量轉(zhuǎn)換成電能，也能通過電能使熱量從一處輸運到另一處，達到制冷的效果，是一種環(huán)境友好的功能材料。熱電材料的效率通常用無量綱優(yōu)值ZT=S2 σ T/ K衡量，其中S、σ、K、T分別為材料的塞貝克系數(shù)、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率、絕對溫度，熱電優(yōu)值越高表示材料的熱電轉(zhuǎn)換效率越高。氧化物熱電材料具有無毒、儲量豐富、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，因此是一類備受關(guān)注的熱電材料。常見的氧化物熱電材料主要有NaCo204、SrTi03、Zn0等，這些氧化物雖然有較高的功率因子(S2 σ )，但其熱導(dǎo)率確相對較高，因此降低材料的熱導(dǎo)率是提高熱電優(yōu)值的一種有效方式。
[0003]由于氧化物材料的熱導(dǎo)主要由聲子貢獻，因此可以通過引入不同的聲子散射機制來降低材料的熱導(dǎo)率，從而調(diào)節(jié)材料的熱電性能。文獻(Journal of Alloys andCompounds，2005，392，306-309)指出在 1173K、1273K、1873K 的溫度下對 SrT13退火，產(chǎn)生氧缺陷，其熱導(dǎo)率最高降低了 40%，ZT值和La摻雜的SrT13類似；文獻(Applied PhysicsLetters 2013，103，082115)指出利用射頻濺射法制備了 ZnO1 XSX薄膜，發(fā)現(xiàn)S摻雜的ZnO的熱導(dǎo)率比ZnO相比大幅降低。然而這些方法存在一些不足，如退火要求溫度高，在材料的襯底熱穩(wěn)定性差的情況下不適用；摻雜要求工藝較復(fù)雜。因此，需要尋找一種溫度要求不高、操作簡便的有效調(diào)控材料熱導(dǎo)率的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供便捷的、在較低溫度下進行的一種調(diào)控氧化物材料熱導(dǎo)率的方法。
[0005]本發(fā)明包括以下步驟:
[0006](I)取一片氧化物功能材料，清洗后，測量其熱導(dǎo)率；
[0007](2)將步驟(I)中的氧化物功能材料放入抗高壓的反應(yīng)腔里，往反應(yīng)腔中滴入H2O,封閉反應(yīng)腔；
[0008](3)將處于超臨界狀態(tài)的CO2通入反應(yīng)腔中，待反應(yīng)腔中的氣壓降到常溫常壓后把氧化物功能材料取出，測量超臨界流體處理后的氧化物功能材料樣品的熱導(dǎo)率；
[0009](4)比較超臨界流體處理前后氧化物功能材料熱導(dǎo)率的變化，得到超臨界流體有效調(diào)控氧化物功能材料熱導(dǎo)率的結(jié)果。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點為:
[0011]處理過程中，溫度條件容易滿足；時間短、效率高；并且不會對材料造成損傷。
【附圖說明】
[0012]圖1為超臨界流體處理前后的樣品的熱導(dǎo)率曲線圖.
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明實施例的步驟為:
[0014]1、處理前測量過程:取一片大小為6mmX6mmX0.5mm的3^103單晶樣品，測量其熱導(dǎo)率。
[0015]2、裝樣過程:把步驟I中的樣品豎直放在石英玻璃樣品架上，再放入反應(yīng)腔中，用滴管往反應(yīng)腔內(nèi)滴入約5mL去離子水，封閉反應(yīng)腔。
[0016]3、處理過程:用注射栗抽取氣態(tài)0)2并加壓至3000psi使之成為液態(tài)，同時將反應(yīng)腔加熱至150°C，然后打開連接注射栗和反應(yīng)腔之間的閥門讓液態(tài)CO2通入反應(yīng)腔，CO2達到進入超臨界態(tài)的壓強和溫度，成為超臨界態(tài)的C02，并把步驟2中滴入的水溶解，讓樣品在溶有水的超臨界C(V流體中靜置60min。
[0017]4、取樣過程:打開反應(yīng)腔的排壓閥門使反應(yīng)腔內(nèi)氣壓降低，同時降低溫度，使超臨界態(tài)0)2變?yōu)闅鈶B(tài)CO 2后排出反應(yīng)腔，打開反應(yīng)腔，取出樣品。
[0018]5、處理后測量過程:測量處理后樣品的熱導(dǎo)率。
[0019]6、分析過程:比較分析超臨界流體處理前后在不同溫度下的熱導(dǎo)率，發(fā)現(xiàn)處理后的樣品熱導(dǎo)率出現(xiàn)明顯變化，如圖1所示。
【主權(quán)項】
1.一種調(diào)控氧化物材料熱導(dǎo)率的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)取一片氧化物功能材料，清洗后，測量其熱導(dǎo)率； (2)將步驟(I)中的氧化物功能材料放入抗高壓的反應(yīng)腔里，往反應(yīng)腔中滴入H2O,封閉反應(yīng)腔； (3)將處于超臨界狀態(tài)的CO2通入反應(yīng)腔中，待反應(yīng)腔中的氣壓降到常溫常壓后把氧化物功能材料取出，測量超臨界流體處理后的氧化物功能材料樣品的熱導(dǎo)率； (4)比較超臨界流體處理前后氧化物功能材料熱導(dǎo)率的變化，得到超臨界流體有效調(diào)控氧化物功能材料熱導(dǎo)率的結(jié)果。
【專利摘要】一種調(diào)控氧化物材料熱導(dǎo)率的方法，涉及熱電材料。(1)取一片氧化物功能材料，清洗后，測量其熱導(dǎo)率；(2)將步驟(1)中的氧化物功能材料放入抗高壓的反應(yīng)腔里，往反應(yīng)腔中滴入H2O，封閉反應(yīng)腔；(3)將處于超臨界狀態(tài)的CO2通入反應(yīng)腔中，待反應(yīng)腔中的氣壓降到常溫常壓后把氧化物功能材料取出，測量超臨界流體處理后的氧化物功能材料樣品的熱導(dǎo)率；(4)比較超臨界流體處理前后氧化物功能材料熱導(dǎo)率的變化，得到超臨界流體有效調(diào)控氧化物功能材料熱導(dǎo)率的結(jié)果。處理過程中，溫度條件容易滿足；時間短、效率高；并且不會對材料造成損傷。
【IPC分類】H01L35/34, H01L35/22
【公開號】CN105070819
【申請?zhí)枴緾N201510385332
【發(fā)明人】鄭金成, 張喨, 王惠瓊, 李曉軍
【申請人】廈門大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年6月30日