化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
鉍化鎂單晶為塑性熱電材料帶來新可能
2024年07月12日 10:50:19
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：6312
塑性熱電材料是一種能夠在室溫或特定條件下表現出優(yōu)異塑性變形能力和熱電性能的材料。在柔性電子、異形熱源與廢熱回收發(fā)電等領域有著廣闊的應用前景。根據塑性熱電材料的組成和特性，可以將其進一步劃分。例如根據材料采用的是無機半導體還是有機半導體，可以將塑性熱電材料分為無機塑性熱電材料和有機塑性熱電材料兩個類別。其中無機塑性熱電材料是目前市場的主流。
【化工儀器網 行業(yè)百態(tài)】塑性熱電材料是一種能夠在室溫或特定條件下表現出優(yōu)異塑性變形能力和熱電性能的材料。在柔性電子、異形熱源與廢熱回收發(fā)電等領域有著廣闊的應用前景。根據塑性熱電材料的組成和特性，可以將其進一步劃分。例如根據材料采用的是無機半導體還是有機半導體，可以將塑性熱電材料分為無機塑性熱電材料和有機塑性熱電材料兩個類別。其中無機塑性熱電材料是目前市場的主流。
然而，無機塑性熱電材料卻存在很大的缺陷，由于無機半導體存在本征脆性，所以相關材料在彎曲和拉伸狀態(tài)下易發(fā)生斷裂，變形能力較弱。這也直接影響了無機塑性熱電材料的塑性變形能力，限制其使用場景。與之相對的，有機半導體因為存在較好的變形能力，因此更易于塑性變形，但其熱電性能又不夠理想。簡單的說，塑性變形能力與熱電性能間的此消彼長，成為了塑性熱電材料進一步發(fā)展的一個制約因素。
好在近年來，塑性熱電材料領域取得了多項重要進展，這一問題也慢慢出現轉機。一方面，利于塑性變形的無機半導體材料被發(fā)現；另一方面分子設計、復合材料等手段也為有機塑性熱電材料熱電性能提升提供了發(fā)展思路。
而就在最近哈爾濱工業(yè)大學(深圳)材料科學與工程學院研究團隊，在塑性熱電材料領域取得新突破更進一步推動了該產業(yè)的發(fā)展。據悉，該校團隊發(fā)現鉍化鎂單晶在室溫下兼具出色塑性變形能力與優(yōu)異熱電性能。
根據哈工大新聞網消息顯示，相關團隊為了解決無機塑性熱電材料的可塑性缺陷，制備了厘米級高品質鉍化鎂單晶，該材料在室溫下表現出優(yōu)異的塑性變形能力。研究發(fā)現，鉍化鎂單晶在面內方向的壓縮應變超過75%，拉伸應變高達100%，這一數值相較傳統(tǒng)熱電材料高出了一個數量級，甚至超過了部分具有類似晶體結構的金屬材料(例如鈦、鎂、鋯、鈷和鉿)。
報告中還提到，鉍化鎂單晶可以在室溫下輕松實現彎折、扭曲等多種類型的塑性形變。并且在保證了出色的塑性變形能力外，室溫下還表現出優(yōu)異的熱電性能。碲摻雜的鉍化鎂(Mg3Bi1.998Te0.002)單晶在面內方向的熱電功率因子約為55 μW cm-1 K-2，室溫熱電優(yōu)值zT約為0.65。對比不同材料，其綜合性能優(yōu)于目前的塑性半導體材料。
關于這種特性出現的原因，研究團隊也嘗試進行探明。在掃描透射電子顯微表征技術幫助下，通過對微觀結構進行分析，最終將塑性變形能力的原因，鎖定在了鉍化鎂單晶中的多個滑移系上。此外，研究中還發(fā)現，滑移中連續(xù)的動態(tài)成鍵過程能夠有效地阻止原子面的解理，這同樣是材料具備優(yōu)秀塑性變形能力的主要原因。
目前相關的研究論文已發(fā)表于權威期刊《自然》(《Nature》)上，相關內容也可以在哈工大新聞網上進行查詢?yōu)g覽。而從長遠角度來看，這一成果不僅推動了塑性熱電材料領域的發(fā)展，也為相關應用領域的進步提供了重要的材料基礎。
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
重慶明月湖實驗室正式揭牌 打造新材料創(chuàng)新高地
7月16日，重慶市布局打造的4大重慶實驗室之一——明月湖實驗室在兩江新區(qū)揭牌，將為重慶新材料產業(yè)的高質量發(fā)展注入強勁動力。2025-07-18 09:46:37 -
預算524.33萬元 中國農業(yè)科學院煙草研究所采購儀器設備
中國農業(yè)科學院煙草研究所就“中國農業(yè)科學院煙草研究所2025年科研儀器設備采購項目” 發(fā)布招標文件，預算524.33萬元。2025-07-18 09:46:02 -
市監(jiān)局發(fā)布產品碳足跡標識認證試點認證目錄
市場監(jiān)管總局、生態(tài)環(huán)境部、工業(yè)和信息化部結合產品碳足跡核算標準建設情況，制定了《產品碳足跡標識認證試點認證目錄(第一批)》。2025-07-14 09:09:52 -
華東理工大學超高分辨納米材料噴墨打印系統(tǒng)中標結果公告
項目名稱：華東理工大學超高分辨納米材料噴墨打印系統(tǒng)采購項目，項目編號：1069-254Z20252287/02，招標范圍：超高分辨...2025-07-10 14:24:31 -
項目名稱：納米材料微量熱泳動分子互作分析系統(tǒng)，項目編號：0613-254124102839，招標范圍：納米材料微量熱泳動分子互作分...2025-07-10 14:15:16
-
2025重大科學問題、工程技術難題和產業(yè)技術問題正式發(fā)布
中國科協在第二十七屆中國科協年會主論壇上正式發(fā)布2025重大科學問題、工程技術難題和產業(yè)技術問題。2025-07-07 09:55:15
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
