高压相变调控Mg2Si基热电材料微结构及热电性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51901120
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0107.金属功能材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Thermoelectric materials are new energy materials that can convert electricity and heat. They have high application value in thermoelectric power generation and thermoelectric refrigeration. In this study, the solid solution Mg2Si-based alloy is used as the object, and the high temperature and pressure technologies can be used to control the different high-pressure phases of Mg2Si-based alloys. The evolution behavior and law of microstructure during the subsequent heat treatment are studied, and the new Mg2Si-based alloys under temperature and pressure regulation are discussed. Microscopic mechanism and reversible phase change control phonon scattering center mechanism, revealing the evolution of Mg2Si-based thermoelectric materials such as grains, defects and crystal orientation; and developing high-performance Mg2Si-based alloys through development and preparation techniques and control processes The controllable preparation of the grade structure enriches the basic theory of improving the thermoelectric properties of materials, and expands the preparation technology of high-performance multi-stage thermoelectric materials, providing a new theoretical basis and technical basis for the performance optimization of thermoelectric materials. A new technology for preparing Mg2Si-based alloys with multi-stage structure with high thermoelectric properties should been developed, and the thermoelectric performance control scheme of new Mg2Si-based alloys should been studied. The theory of microstructure evolution of thermoelectric materials should been deepen and enriched to promote the practical application of high-performance thermoelectric materials.
热电材料是一种可以在静态下实现电能和热能之间相互转换的新型能源材料,在温差发电与热电制冷领域具有很高的应用价值。本课题以固溶Mg2Si基合金为对象,通过高温高压技术手段理性可控制备Mg2Si基材料不同高压相,并研究后续热处理过程中的组织结构演化行为与规律,探讨温压调控新型 Mg2Si基合金微观组织机理及可逆相变调控声子散射中心机制,揭示高压制备的Mg2Si基热电材料晶粒、缺陷及晶体取向等演变规律;通过开发制备技术及调控工艺,实现具有高性能的 Mg2Si基合金多级结构的可控制备,丰富提高材料的热电性能的基础理论,拓展高性能多级结构热电材料的制备技术,为热电材料的性能优化提供新的理论依据和技术基础。开发出具有高热电性能的多级结构的Mg2Si基合金制备新技术,进而研究新型Mg2Si基合金热电性能调控方案,深化和丰富热电材料微观组织演变理论,推动高性能热电材料的实际应用。

结项摘要

热电材料是一种可以在静态下实现电能和热能之间相互转换的新型能源材料,在温差发电、热电制冷、催化等领域具有很高的应用价值。本项目以固溶Mg2Si基合金为对象,通过高温高压技术手段成功制备了Sb掺杂的Mg2.05(Si0.6Sn0.4)1-xSbx样品。Sb掺杂Mg2.05(Si0.6Sn0.4)0.98Sb0.02的功率因子在773 K时达到最大值1924.30 μWm-1K-2,636 K时达到了最低热导率1.05 Wm-1K-1,样品在715 K时取得ZT最大值0.94。引入高压相变的Mg2.05(Si0.6Sn0.4)0.98Sb0.02样品在773 K功率因子得到了极大的优化,取得最大值2983.31μWm-1K-2。亚稳Mg2Sn相的固溶在材料中引入了大量的位错和晶格畸变,有利于晶格热导率的进一步降低,在723 K时达到了最低晶格热导率0.42 Wm-1K-2,比未引入相变的Mg2.05(Si0.6Sn0.4)0.98Sb0.02的晶格热导率低了60%。最终其ZT值在773 K时达ZT值1.3,提升了35%。高压相变优化热电材料性能为热电材料的性能优化提供新的理论依据和技术基础。为研究新型具有高压相变结构的热电材料性能优化,深丰富热电材料微观组织演变理论,推动高性能热电材料的实际应用提供新思路。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
TiB/Ti基复合材料的微观组织和力学性能
  • DOI:
    10.13289/j.issn.1009-6264.2021-0550
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    材料热处理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴倩;景然;刘以柔;张雄;张晴;张曼雪;李江华;炊鹏飞
  • 通讯作者:
    炊鹏飞
固溶温度对TiZr基合金组织结构及性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    材料热处理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张晴;景然;张雄;吴倩;刘以柔;李江华;炊鹏飞
  • 通讯作者:
    炊鹏飞

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其他文献

用光声技术测量生物组织粘弹特性
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生物物理学报;21(5),2005,355-358
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李江华;唐志列*;郑楚君;何永
  • 通讯作者:
    何永
松散砂砾含水层下特厚煤层分层综放开采可行性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    煤炭科学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李江华;李宏杰;黎灵
  • 通讯作者:
    黎灵
阶段控温提高透明质酸酶在毕赤酵母中的表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    食品与生物技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张娜;李江华;金鹏;堵国成;陈坚;康振
  • 通讯作者:
    康振
106份狗牙根材料的RAPD分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    新疆农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李江华;于辉;帕提古丽;阿不来提
  • 通讯作者:
    阿不来提
Some identities related to Dedekind sums and the second-order linear recurrence polynomials
与戴德金和和二阶线性递推多项式有关的一些恒等式
  • DOI:
    10.1186/1687-1847-2013-299
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Advances in Difference Equations
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    李江华;张晗
  • 通讯作者:
    张晗

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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