组合材料学方法设计和优化新热电化合物的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51401153
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0102.金属材料制备与加工
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Based on a process of synthesizing a so-called combinatorial library, namely, a great number of samples obtained in parallel with compositional or structural variations, followed by a high throughput characterization of these samples, combinatorial materials science can efficiently obtain composition-structure-properties correlations and screen for the possible candidates in the combinatorial library, therefore to discovery new materials. Multinary chalcogenides with diamond-like structure have been found as promising thermoelectric materials. To develop and identify new thermoelectric compounds with high performance in the family of multinary chalcogenides, this proposal will adopt the research principles of combinatorial materials science. While pointing out the questions that exist in the earlier researches of thermoelectric materials by using combinatorial materials science principles, we propose to develop a new technique to prepare the combinatorial library of thermoelectric materials based on the diffusion multiple method, to set up an unique high-throughput measurement tool which can acquire all the three thermoelectric parameters rapidly, in-situ and at the same time, with the goal to uncover and quickly establish the composition-phase-microstructure-thermoelectric properties relationships for the multinary chalcogenides systems, and finally to discover and optimize the possible novel thermoelectric compounds in the family of multinary chalcogenides. This research will help broaden the application field of combinatorial materials science and principle, promote the development of the related theories and research techniques; and it also provides a new approach to explore and optimize the new thermoelectric compounds rapidly, efficiently and with a lower cost, which is very important for boosting the development of new thermoelectric materials and application of the thermoelectric power generation technique.
组合材料学通过一次制备大量的不同组成或结构的样品库,然后对样品库进行高通量表征,高效的获得样品库组成-结构-性能之间的关系以及对样品库筛选进而发现新材料。具有类金刚石结构的多元硫族化合物作为热电材料具有很大的潜力,为发展和寻找多元硫族化合物中可能存在的性能优异的新热电化合物,本项目采用组合材料学方法,针对目前组合材料学方法在热电材料研究中存在的问题,发展基于多元扩散偶技术的热电材料组合材料库制备新技术,建立能对热电材料三个参数快速、原位和同时测试的高通量表征新技术,揭示和快速建立多元硫族化合物组成-物相-微观结构-热电性能之间的关系,发现和优化多元硫族化合物中可能存在的新热电化合物体系。本研究将拓展组合材料学研究方法的应用领域,促进组合材料学理论及技术的发展,为新热电化合物体系的探索和优化提供一种快速、高效和低成本的新途径,对加快新热电材料的开发和热电发电技术的应用具有重要意义。

结项摘要

组合材料学通过一次制备大量的不同组成或结构的样品库,然后对样品库进行高通量表征,高效的获得样品库组成-结构-性能之间的关系以及对样品库筛选进而发现新材料。具有类金刚石结构的多元硫族化合物作为热电材料具有很大的潜力,为发展和寻找多元硫族化合物中可能存在的性能优异的新热电化合物,本项目采用组合材料学方法,建立了基于放电等离子烧结和热锻退火的高通量制备技术,建立了基于扫描Seebeck探针显微镜的扩散偶样品库的电导率和Seebeck系数的高通量表征技术,以Ge-Sb-Te基化合物体系为研究对象,探究了熔融法和等离子体活化烧结法等制备方法,制备出了组成和结构丰富多样的块体热电材料组合样品库,进而通过对组合样品库中不同微区化学组成、晶体结构和热电性能的分析,揭示了材料的组成-结构-性能之间的关系,实现了筛选出热电性能优异的Ge-Sb-Te基新化合物的目的。在以上研究的基础上确定了Ge33.1Sb13.7Te53.2及其附近组成为可能包含具有优异热电性能的化合物,通过块体材料验证Ge38Sb10.3Te51.7在所制备样品中表现出最优异的热电性能,在773 K时ZT取得最大值1.35。本研究拓展了组合材料学研究方法的应用领域,促进组合材料学理论及技术的发展,为新热电化合物体系的探索和优化提供一种快速、高效和低成本的新途径,对加快新热电材料的开发和热电发电技术的应用具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Ultra-Fast One-Step Fabrication of Cu2Se Thermoelectric Legs With Ni–Al Electrodes by Plasma-Activated ReactiveSintering Technique
等离子体激活反应烧结技术一步快速制备镍铝电极 Cu2Se 热电腿
  • DOI:
    10.1002/adem.201500548
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Advanced Engineering Materials
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Linchun Wu;Xianli Su;Yonggao Yan;Ctirad Uher;Xinfeng Tang
  • 通讯作者:
    Xinfeng Tang

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其他文献

Mg-Si-Sn基热电器件电极材料的优化选择与连接工艺
  • DOI:
    10.15541/jim20140623
  • 发表时间:
    2015-05
  • 期刊:
    无机材料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘桃香;唐新峰;苏贤礼;鄢永高
  • 通讯作者:
    鄢永高
快速非平衡技术制备ZrNiSn及其纳微结构与热电性能
  • DOI:
    10.14062/j.issn.0454-5648.20200575
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    硅酸盐学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨东旺;罗婷婷;苏贤礼;鄢永高;唐新峰
  • 通讯作者:
    唐新峰

其他文献

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鄢永高的其他基金

热电材料和器件3D打印过程中关键科学问题的研究
  • 批准号:
    51772232
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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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