多晶热电材料热电性能研究与热电器件力学行为分析

多晶热电材料论文 热电器件论文 热电转换效率论文 热电性能论文 电、磁场效应论文 界面效应论文 热电
论文详情
热电材料是一类实现热能和电能之间相互转换的功能性材料,是热电器件的核心部分,直接决定了器件的工作效能。热电材料在实际应用时常常处于不同的物理场环境,这些复杂的外场环境将在一定程度上影响热电材料的性能,从而改变热电器件的转换效率。对于热电器件而言,热胀冷缩产生的机械应力是不可能完全消除的,因此可靠性不容忽略。针对热电材料和器件,本文主要的研究工作如下:首先,基于Boltzmann输运理论,从微结构角度讨论电子在材料内的输运,通过分析晶粒内的电子分布,引入透射系数来简化晶界散射效应,建立了电、磁场作用下多晶热电材料性能参数的理论预测模型。研究了多晶块材热电材料Seebeck系数的电场效应,以及多晶薄膜热电材料Seebeck系数和电导率的磁场效应;进而分析了晶粒尺寸和透射系数对多晶材料热电性能参数的影响。对于薄膜材料,进一步研究了热电性能的界面效应。给出热电薄膜中输运电子的散射机理,探讨薄膜表面效应和晶粒边界效应对于电导率的影响,以及对于尺寸效应的贡献。其次,对热电器件焊料层的热电耦合应力特征进行了系统的研究,建立了热电发电器件单一材料和分段材料热电支腿结构的仿真模型。利用有限元软件ANSYS分析了焊料性能对热电转换效率的影响以及在两类结构边界条件下焊料层上的应力分布特征,得出了最可能的破坏位置,同时探讨了不同的材料分段对热电转换效率和焊料层可靠性的影响。总之,本文对多晶热电材料热电性能参数的电、磁场效应,多晶薄膜的界面效应,以及热电器件可靠性方面的研究,为热电材料以及器件的发展和应用提供了相应的理论依据。
中文摘要第4-5页
Abstract第5-6页
第一章 绪论第9-19页
    1.1 研究背景第9-14页
        1.1.1 热电器件第10页
        1.1.2 热电优值第10-12页
        1.1.3 热电效应第12-13页
        1.1.4 热电技术的实际应用第13-14页
    1.2 研究现状第14-17页
        1.2.1 热电材料性能参数第14-16页
        1.2.2 热电器件热电、热应力耦合特征第16-17页
    1.3 本文的主要工作第17-19页
第二章 多晶块材热电材料Seebeck系数的电场效应第19-30页
    2.1 电子输运理论第19-22页
        2.1.1 输运理论概述第19-20页
        2.1.2 Boltzmann输运方程第20-22页
    2.2 热电块材Seebeck系数电场效应的理论模型第22-26页
        2.2.1 Seebeck系数的一般表述第22页
        2.2.2 电子分布函数第22-23页
        2.2.3 电子散射边界条件第23-25页
        2.2.4 电子数密度第25-26页
    2.3 计算结果及讨论第26-29页
    2.4 本章小结第29-30页
第三章 薄膜热电材料的性能参数的磁场效应第30-44页
    3.1 磁场下的电子输运理论第30-33页
    3.2 薄膜热电性能参数的磁场效应的理论模型第33-37页
        3.2.1 薄膜电学性能参数的一般表达式第33页
        3.2.2 晶粒边界散射第33-34页
        3.2.3 热电薄膜的Seebeck系数和电导率第34-37页
    3.3 薄膜Seebeck系数的计算结果及讨论第37-40页
    3.4 薄膜电导率的计算结果及讨论第40-43页
    3.5 本章小结第43-44页
第四章 热电薄膜电导率的界面散射效应第44-52页
    4.1 薄膜材料界面散射机制第44-46页
    4.2 不同散射效应的电导率第46-49页
    4.3 计算结果及讨论第49-51页
    4.4 本章小结第51-52页
第五章 热电器件焊接层热电耦合应力分布特征研究第52-66页
    5.1 通用有限元软件ANSYS介绍第52-55页
        5.1.1 ANSYS软件基本介绍第53-54页
        5.1.2 ANSYS热电-热结构耦合场分析简介第54-55页
    5.2 热电器件结构及热电-热结构耦合控制方程第55-58页
        5.2.1 热电器件结构与材料参数第55-57页
        5.2.2 热电-热结构耦合控制方程第57-58页
    5.3 热电器件热电-热结构耦合有限元分析第58-60页
    5.4 数值结果及讨论第60-64页
        5.4.1 热电支腿为单一材料情况第60-63页
        5.4.2 热电支腿为分段材料情况第63-64页
    5.5 本章小结第64-66页
第六章 结束语第66-68页
参考文献第68-72页
附录 在学期间发表的学术论文和科研成果第72-73页
致谢第73页
论文购买
论文编号ABS617438,这篇论文共73页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付21.9
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付36.5
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656