توسعه انرژی های تجدید پذیر است یک سیاست ملی کشور ما شدند، بلکه کلید ثبات اقتصادی و توسعه پایدار تضمین کند. حدود 80 درصد از نیروگاه های جهان تولید برق با استفاده از انرژی حرارتی، با این حال، بهره وری متوسط از این گیاهان تنها 30 درصد در مورد ~ 15TW سال است، از دست دادن حرارت به محیط زیست، مانند بازیافت این انرژی می تواند به طور موثر کاهش انرژی و محیط زیست مسائل باقیمانده فعلی است. مواد و حرارتی در هسته از تکنولوژی تبدیل حرارتی در 'داغ "و" سطح' نیروهای خارجی از دو مختلف تکیه نمی شکل مستقیم تبدیل انرژی، بسیاری از جامعه علمی و صنعت توجه گسترده ای در سال های اخیر، به خصوص با پوشیدنی، کاشت نشان نسل جدیدی از سیستم های الکترونیکی هوشمند میکرو نانو نیاز فوری برای توسعه میکرو وات - میلی وات خود شده به جای فن آوری سنتی باتری قابل شارژ، که تکنولوژی نیاز به پاسخگویی به کوچک سازی و چگالی بالا، پایداری بالا و قابلیت اطمینان در توسعه است. مواد ترموالکتریک و ممکن است با محیط اطراف از درجه حرارت بدن طب استفاده می شود، و در نتیجه دستگاه های الکترونیکی هوشمند خود قابل حمل تبدیل راه حل های موثر تکنولوژی طراحی شده است.
از یک طرف، در مقایسه با انواع دیگر از فرم مبدل، راندمان تبدیل از تکنولوژی حرارتی بالا، تنها ~ 10٪، به طور جدی مانع توسعه فن آوری حرارتی مواد عملکرد صنعت حرارتی در شکل حرارتی شایستگی (ZT) برای اندازه گیری باشد:
ZT = S 2σT / (κe + κL)
که در آن S است Seebeck ضریب از مواد است، [سیگما] است که هدایت الکتریکی، T دمای عملیاتی است، κe κL و هدایت حرارتی الکترون ها و فونون از آنجا که محدودیت های فیزیکی خواص ذاتی هستند، ارزش هر یک از پارامتر ZT محدودیت هم وابسته را تعیین میکند، که معیار شایستگی از مواد ترموالکتریک دشوار تا حد زیادی بهبود است.
از سوی دیگر، برای حفظ اختلاف دما، استفاده کامل از تولید برق حرارتی، مواد ترموالکتریک مورد نیاز / دستگاه با یک منبع حرارتی در تماس نزدیک با سطح. با این حال، در کاربردهای عملی هر دو بدن و یا حرارتی لوله های انسان، داشتن یک انحنای سطح پیچیده هندسی سنتی متفاوت مواد ترموالکتریک معدنی، به علت شکنندگی ذاتی آن، می تواند مورد نیاز از منبع حرارتی در تماس نزدیک با تغییر انحنای سطح برآورده نمی کنند، به طوری که منبع گرما و مواد ترموالکتریک / از دست دادن حرارت بین دستگاه در طیف وسیعی بالاتر است. علاوه بر شکل حرارتی خود را از شایستگی از مواد ترموالکتریک، مانند از دست دادن انرژی حرارتی ناشی از تماس ضعیف بین منبع گرما و مواد ترموالکتریک، تبدیل به یکی از عوامل کلیدی توسعه تکنولوژی ترموالکتریک موجود شده است.
بنابراین، افزایش Seebeck ضریب کشف اثرات مقیاس های آلیاژی از سطحی مقررات سد انرژی یا مانند آن، طراحی چند مقیاسی پراکندگی نقص فونون است استراتژی سرکوب به بهبود عملکرد تبدیل حرارتی مانند رسانایی گرمایی، و توسعه جدید با عملکرد بالا مواد ترموالکتریک و انعطاف پذیر تکنولوژی آماده سازی دستگاه، تحقیق در مورد مکانیزم بهبود شکنندگی ذاتی مواد ترموالکتریک غیر معدنی، امروز به مشکلات جهانی و مسائل گرم در این زمینه تبدیل شده است.
محققان آزمایشگاه ملی شنیانگ مواد (ترکیبی) موسسه متال تای کی TF اختصاص داده شده فیلم نازک پیروالکتریک داشتن یک ساختار بسیار منظم از مواد و طراحی دستگاه و آماده سازی در مقیاس اتمی از استفاده از یک فیزیکی رسوب بخار تنظیم روش مجاور قالب برای زاویه های کوچک زاویه مرزهای دانه، برای اولین بار برای رسیدن به یک منطقه بزرگ تهیه در هواپیما و خارج از هواپیما جهت بسیار بافت بی 2تو 3فیلم ترمو. مطالعات نشان داده اند که مرز دانه کوچک زاویه را می توان سرکوب کج حامل در پراکندگی زیر سطح آن افزایش یافته هدایت الکتریکی، در حالی که حفظ پراکندگی و هدایت حرارتی فونون کاهش می یابد، به طور قابل توجهی بهبود عملکرد تبدیل حرارتی، آماده سازی بی بالا 2تو 3یک روش موثر مواد فیلم نازک ترموالکتریک.
شکل 1: رسوب ناپایدار مگنترون برای تهیه مرزهای دانه کج زاویه ای کوچک 2تو 3مواد فیلم SEM (الف)، TEM (ب) پیروالکتریک نازک تحلیل فیلم ریزساختار و میکروسکوپ نوری کولر تجزیه و تحلیل (ج)، گام تجزیه و تحلیل ابزار توپوگرافی (د) و یک ساختار شماتیک از یک یخچال (ه) - (ج)
بر اساس تکنیک های فوق در ارتباط با تیم طراحی ساخت پلت فرم دقت لیزر پردازش microbeam توصیف، توسعه بی 2تو 3آلیاژ Microrefrigerator فیلم نازک، ضخامت از حرارتی ~ 25μm، حداقل اندازه سطح ~ 200 × 200μm، شار خنک کننده میکرو است ~ 40W / سانتی متر 2دستگاه مدیریت حرارتی داشتن یک زمینه Microsystem این چشم انداز کاربرد گسترده ای، مانند تراشه پردازنده نقطه خنک کننده، لیزر مینیاتوری کنترل درجه حرارت لامپ، و غیره این کار برای رسیدن به موفقیت در داخلی فیلم حرارتی پردازش آماده سازی زمینه microrefrigerator 2017 اهدا مواد ترموالکتریک عالی و دستگاه های مواد کنفرانس چین جایزه دیوار شاخه نمایشگاه، درخواست حق ثبت اختراع، مجوز 2.
گروه اول با استفاده از تکنیک نامتعادل مگنترون کندوپاش، کاغذ سلولز به عنوان بستر، آماده سازی یک حرارتی تلورید بیسموت مواد کامپوزیت فیلم در مقیاس چند سازه های منافذ میکرومتر تا نانومتر، همانطور که در شکل.
شکل 2. ساختار منحنی ساختار چند منظوره طرح اساسی و سلولز /
بی 2تو 3خصوصیات SEM از ساختار کامپوزیت مواد انعطاف پذیر حرارتی
مطالعات نشان داده اند که با توجه به ویژگی های روش مگنترون کندوپاش نامتعادل، در ترکیب با بیسموت تلورید رابط فیلم سلولز نزدیک، سپرده با ضخامت اسمی از تا چند ده میکرون، می توانید به طور موثر کاهش مقاومت داخلی دستگاه فیلم نازک، برای افزایش کارایی خروجی از تبدیل حرارتی؛ سلولز / بی 2تو 3ساختار شبکه منحصر به فرد، ساختار منحنی چند بعدی و بی 2تو 3اثر مقیاس فیلم می دهد سلولز / بی 2تو 3نمایشگاه انعطاف پذیری کامپوزیت خم خوب است؛ در مقیاس چند ساختار متخلخل از فیلم های حرارتی کامپوزیت به طور موثر می تواند به کاهش پراکندگی و هدایت حرارتی ارزش فونون، بنابراین به حداقل هدایت حرارتی از نظریه Bi2Te3 نزدیک؛ از بی 2تو 3حضور ذاتی فیلم اکسید لایه سطحی، هنگامی که فیلم حامل زمانی که انتقال بین همسایه سلولز Bi2Te3 سطح تقسیم، لایه اکسید را می توان در رابط پراکنده حامل انرژی کم فیلتر شد، Seebeck ضریب به طور قابل توجهی بهبود یافته است. بنابراین، سلولز / بی 2تو 3ZT کامپوزیت از خواص حرارتی از دمای اتاق تا 473K تا 0.24-0.38 و انتظار می رود برای بهبود بیشتر با بهینه سازی غلظت حامل پلت فرم لیزری Microbeam. با استفاده از دقت بالا، کامپوزیت انعطاف پذیر حرارتی مواد برش و ادغام دستگاه، تظاهرات . این کار اساس "ژنراتور" یک انعطاف پذیر از مواد کامپوزیت حرارتی برای کشف انعطاف پذیر با کارایی بالا مواد ترموالکتریک جدید ایده ها و راه حل های جدید فراهم می کند، باز کرده است تا یک مسیر جدید برای توسعه دستگاه های حرارتی انعطاف پذیر و عملی است.
تحقیقات صورت گرفته توسط جوانان بنیاد ملی علوم طبیعی، صندوق و آکادمی علوم چین، صد و حمایت های دیگر روبرو هستند.
شکل 3. سلولز /
بی 2تو 3خصوصیات ترموالکتریک (a-d) و خمش خمشی مواد کامپوزیت
است 4.XPS چند مقیاسی منافذ بیسموت تلورید کامپوزیت نانو و 3D اشعه ایکس تجزیه و تحلیل تصویربرداری فیلم کامپوزیت شماتیک و انرژی سطحی فیلتر مانع اثر حامل انرژی کم
5. انعطاف پذیر عملکرد الکتریکی مواد ترموالکتریک است کامپوزیت در آزمون خمش درجا با استفاده از ولتاژ حرارتی و دمای محیط و دمای بدن را تشکیل داده است
6. است طراحی شماتیک و بازیابی حرارتی تولید همزمان، ژنراتور، ساختار دستگاه تظاهرات انعطاف پذیر
