في الآونة الأخيرة، لا يمكن للمعهد شنغهاي للسيراميك، والأكاديمية الصينية للعلوم أستاذ مشارك تشو بنغفاي والتاريخ الباحث شون، تشن يدونغ وأستاذ في جامعة نورث وسترن، G. جيفري سنايدر، أستاذ في جامعة جيسن، ألمانيا يورغن Janek التعاون الأخرى، تحليل متعمق من نوع المواد الحرارية في أيون السائل الخروج الهجرة وهطول الأمطار في إطار آلية العمل الميداني، بالتزامن مع معيار الحد النظري والتجريبي المقترح يمكن مستقرة الديناميكا الحرارية أيونات "السائل على أساس" يعجل من المواد، والمقابلة تقنيات وأساليب توصيف التجريبية اقترح على هذا الأساس، مقدمة من "حجب أيون - التوصيل الإلكتروني" واجهة يمكن أن تحسن بشكل كبير على استقرار المواد مثل السائل الحرارية من الخدمة تحت حقل كهربائي قوي أو الفرق في درجة الحرارة كبير من هذه الدراسة هو مهم للتطبيقات العملية لالحرارية نتائج البحوث المواد مثل السائل نشرت في. "الطبيعة - الاتصالات" مجلة (نيتشر الاتصالات، دوى: 10.1038 / s41467-018-05248-8)، وتعيين فريق بحث مستقل للمعدات وجزء من نتائج القياس ونشرت في مجلة (Vol.32 2017 "مجلة المواد غير العضوية"، 1337- 1344) ، والتقدم بطلب للحصول على براءات الاختراع الصينية.
Seebeck (في Seebeck) تكنولوجيا تحويل الطاقة الحرارية باستخدام مواد أشباه الموصلات وبلتيير (أ بلتيير) تأثير حراري تحقق مع الطاقة الكهربائية مباشرة إلى بعضها البعض، لديها آفاق التطبيق الهامة واسعة في مجال السيارات والصناعي التوليد المشترك للحرارة العادم شابه ذلك. ومع ذلك، محجوب في بنية النظام بعيدة المدى، ليس هناك التوصيل الحراري شعرية من المواد الحرارية التقليدية للمجمع البلورية الحد الأدنى الحد (الحد الأدنى شعرية التوصيل الحراري)، ويحد من الخصائص الحرارية للفضاء التحسين المستمر لهذا عنق الزجاجة، من أدى 2012، وتشن يدونغ فريق التاريخ الحرارية أيونات سريعة واقترح إدخال ومقره السائلة 'سمة من المواد الصلبة للحد من التوصيل الحراري وتحسين الأداء الحرارية قد كسر من خلال التوصيل الحراري شعرية من الزجاج صلبة أو بلوري القيود المفروضة على المواد، ومن ثم وجدت مع فئة كبيرة "فونون السائل - وضوح الشمس للإلكترونيات ... ميزات عالية الأداء الجديدة (ZT~2.0@1000 K) القائمة على نظام المواد الحرارية السائلة (نات مطر 2012، المحامي مطر 2013 & 2014 & 2015 وعام 2017، جس. البيئى. خيال 2014 و 2017، npj آسيا مطر. عام 2015، وما إلى ذلك)، وأصبح مؤخرا الاتجاه تركيز المواد الفنية الحرارية، ولكن الحرارة هذه الطبقات السائلة المواد (على سبيل المثال، CU2-δSe، Ag9GaSe6، Zn4Sb3 شابه ذلك) وجود خصائص "تشبه السائل" الهجرة بعيدة المدى من الكاتيونات المعدنية عجلت بسهولة في حقل كهربائي إضافي أو درجة الحرارة، مما يؤدي إلى ضعف الاستقرار في الخدمة، مما يحد من تطبيقها العملي. وهكذا من خلال دراسة عملية الترحيل والآلية الفيزيائية للأيونات في المواد الحرارية الكهربائية السائلة ، وتحسين استقرارها في الخدمة ، فهي المفتاح لتطبيق المواد الحرارية الكهربائية السائلة الجديدة عالية الأداء.
ووجد فريق، الحقل الخارجي، الموجبة المواد المعدنية الحرارية السائلة (مثل، النحاس، حج، الزنك) على أساس من العينة في نهاية واحدة إلى الطرف الآخر الموجهة بعيدة المدى الهجرة وتوليد التدرج تركيز أيون. ومع ذلك، فقط المعدنية بتركيزات عالية في الموجبة الكيميائية المحتملة يساوي أو أعلى من المقابلة عنصري كمون كيميائي المعدني للالموجبة المعادن سيتم عجلت من المواد إلى معدن عنصري، مما يؤدي إلى تحلل المواد. وهكذا، ولكل نوع المواد الحرارية السائلة هناك حد مستقر الديناميكا الحرارية فقط عندما يكون الحقل الخارجي عمل قوي بما فيه الكفاية، بحيث تتجاوز مواد هذا الحد، أيونات تترسب، والمواد التحلل سيحدث. خلاف ذلك، والمواد الحرارية نوع السائل سوف تكون مشابهة لمجمع التقليدية البلورية الحرارية والاستقرار والحفاظ على الخصائص الحرارية جيدة الحقل الخارجي. بناء على الكهروكيميائية صيغة الاشتقاق، وجدت هذه المجموعة أن هذه القيم الحدية الحرارية معينة من المواد يمكن أن يعطى أقصى الجهد التطبيقية (أي عتبة الجهد) يمكن أن تحمل يحدث التحلل عبر. الجهد عتبة مستقلة عن حجم المعلمات المميزة المادية، الوحيد التركيب الكيميائي والمواد في حد ذاتها ودرجة حرارة البيئة.
من أجل إثبات وجود مستقرة الديناميكا الحرارية السائلة الحد أساس المواد الحرارية من التجارب، وتعيين فريق يصل السائل الاستقرار بشكل مستقل التوصيف الكمي أداة تستند الحرارية المواد في الخدمة في بيئة درجة حرارة ثابتة والبيئة لاختلاف درجة حرارة معينة، على التوالي، وذلك باستخدام المقاومة النسبية وSeebeck النسبي معامل الاختلاف كمعلمة التقييم، سلسلة من القياسات المتعاقبة CU2-δ (S، جنوب شرق) عتبة الجهد من المواد الحرارية على أساس سائل، التي القيم تتراوح 0.02-0.12V. عند درجة حرارة الغرفة، مع حذف أو زيادة كمية δ النحاس في ارتفاع درجات الحرارة المحيطة، CU2-δ (S، جنوب شرق) عتبة الجهد من المواد يزيد تدريجيا قيمته مع التوقعات النظرية، والتي أظهرت أن المواد جود خصائص "تشبه السائل" من الكاتيونات المعدنية هي أكثر صعوبة لترسيب. في اختلاف درجة حرارة معينة على ، CU2-δ (S، جنوب شرق) يرتبط الجهد عتبة المواد أيضا على اتجاه تدفق الحرارة الداخلية للمادة. عندما اتجاه تدفق الحرارة إلى الاتجاه الحالي هو نفسه، ومادة وجود أصغر عتبة الجهد، مشيرا إلى أن المواد الموجبة المعدنية هي أكثر عرضة لترسيب. على العكس من ذلك، عندما الاتجاه المعاكس لاتجاه الحالي لتدفق الحرارة، وهي مادة ذات معزز عتبة الجهد، زيادة كبيرة في استقرار المواد.
على أساس الهجرة أيون وآلية هطول مزيد من الفهم، اقترح الفريق إدخال "حجب أيون - وهو التوصيل الإلكتروني" في المواد الحرارية مثل السائل في واجهة يمكن قمعها بشكل فعال هطول الأمطار مع خصائص "تشبه السائل" من الكاتيونات المعدنية وزيادة على أساس السائل استقرار المواد الحرارية بمثابة الكاتيونات المعدنية ليس 'منع ايون - إلكترونات التوصيل من خلال حقل دور بينية سيتم "منعت أيون - إلكترونات التوصيل" من واجهة السائل قطاعات المواد الحرارية على أساس مشترك من قبل الحاجز، ويمكن أن تظل مستقرة وبالتالي تمكين حقل كهربائي أقوى أو على أكبر الفرق في درجة الحرارة يعمل على متراصة في حين أن 'أيون الحجب - إلكترونات التوصيل "لا يؤثر على واجهة مكونة من نقل الإلكترونات / الثقوب، وبالتالي الحصول على الثانوية متعددة المواد في حين أن الاستقرار في الخدمة، والحفاظ على الخصائص الحرارية جيدة تم التحقق من هذه الاستراتيجية الجوهرية Cu1.97S قطاعات متعددة متصلة بواسطة طبقة من المواد الموصلة للكربون بنجاح. هذا العمل لا يوفر فقط لتطبيق المواد الحرارية على أساس السائل توفر الإمكانية أيضًا فكرة جديدة لتحسين استقرار الخدمة للموصلات الإلكترونية / الأيونية المختلطة الأخرى.
تلقى العمل البحثي تمويلاً ودعماً من المشروع الوطني للبحوث الخاصة والتنمية الرئيسية ، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، وجمعية تشجيع الابتكار لدى الشباب في الأكاديمية الصينية للعلوم.
بيئة العمل (أ) المواد الحرارية القائم على السائل، والفئة العامة من السائل في المواد الحرارية تأثير ارتفاع الحالي (ب) و (ج) "منع ايون - إلكترونات التوصيل وجوه نهاية المادة الحرارية استنادا اجهة المعدن السائل حيث يترسب النحاس
العمليات الفيزيائية والكيميائية لهجرة الأيون وهطول الأمطار في المواد الحرارية الكهربائية السائلة
(A) الحالي حاسما وعتبة الجهد من عينة أطوال مختلفة Cu1.97S؛ (ب) وجود عتبة الجهد مختلفة CU2-DS عينة رياضيات الكيمياء؛ (ج) الحالي حاسما في فرق درجة حرارة معينة على عينة Cu1.97S. ( د) الجهد الحرجة من Cu1.97S في اختلاف درجات الحرارة واتجاه تدفق الحرارة المختلفة
مبدأ تحسين استقرار الخدمة باستخدام واجهة توصيل الإيون حاجز الإلكترون (أ ، ب) ؛ (ج) بيئة درجة حرارة ثابتة و (د) نتائج تجريبية في بيئة اختلاف درجة الحرارة.
