TiNiSn材料熱電性能與微觀組織的研究.pdf

1、為了減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)新型的清潔能源成為當(dāng)今人類的一大課題。因此熱電材料越來越引起了人們的關(guān)注。
　　本文利用非自耗鎢極電弧爐將原子比為1:1:1的鈦、鎳、錫在氬氣保護(hù)環(huán)境下進(jìn)行熔煉，為使材料成分均勻化，將材料反復(fù)重熔四次。將所得的紐扣狀試樣進(jìn)行線切割，得到Ф12.7×3.1mm的圓片和2.5×2.5×12.5mm的方條，每個(gè)圓片和方條為一組。將所得的四組試樣在850℃的溫度進(jìn)行時(shí)間長度分別為24h、48h、

2、72h、96h的回火，為防止氧化，需要將試樣封在真空管內(nèi)。將鑄態(tài)的試樣和熱處理過的試樣進(jìn)行相分析、導(dǎo)電性能測試、Seebeck系數(shù)測試、導(dǎo)熱性能測試和微觀組織觀察。
　　對鑄態(tài)試樣和熱處理48h、96h試樣進(jìn)行XRD分析，鑄態(tài)試樣含有TiNiSn、TiNi2Sn、Ni3Sn2、TiNi、Ti3Ni4、Ti6Sn5和單質(zhì)Sn。熱處理24h試樣有了明顯的組織均勻化，其中的化合物是TiNiSn、TiNi2Sn、Ni3Sn2、Ti3Ni4

3、、TiNi。熱處理96h的試樣其中只有TiNiSn、TiNi2Sn、Ni3Sn2、TiNi四種成分。
　　對材料的導(dǎo)電性能進(jìn)行分析可以得出：各種狀態(tài)的試樣都是隨著溫度的升高電阻率下降，在231℃時(shí)有一個(gè)突變。熱處理24h試樣室溫下的電阻率增大為鑄態(tài)試樣室溫下電阻率的10倍，熱處理24h到96h試樣的電阻率隨著熱處理時(shí)間的增長，材料的電阻率逐漸降低。
　　Seebeck系數(shù)測試表明，材料為N型熱電材料，Seebeck系數(shù)為負(fù)值

4、。所有的狀態(tài)的試樣都是隨著溫度的升高Seebeck系數(shù)絕對值增加。熱處理24h試樣的Seebeck系數(shù)絕對值增加為鑄態(tài)試樣Seebeck系數(shù)絕對值的8倍。熱處理24h到96h試樣的Seebeck系數(shù)絕對值隨著熱處理時(shí)間的增長而減小。
　　對材料的導(dǎo)熱性能研究表明，材料的導(dǎo)熱性能隨著熱處理時(shí)間的延長單調(diào)遞減，并且熱處理后的試樣隨著測量溫度的增加有下降的趨勢。
　　通過對所有狀態(tài)的試樣的微觀觀察可以看出，熱處理可以明顯的使材料的