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熱電(diàn)材(cái)料(liào)種(zhǒng)類繁多,如(rú)PbTe,ZnSb,SiGe,AgSbTe2,GeTe,CeS
及某(mǒu)些Ⅱ-V族。Ⅱ-Ⅵ族,V-Ⅵ族(zú)化(huà)合(hé)物和固溶體,已(yǐ)有一(yī)百餘種(zhǒng)。
按(àn)工(gōng)作溫度分類,可(kě)分(fēn)4大(dà)類:
工作(zuò)溫(wēn)度(dù)約(yuē)為200℃,主(zhǔ)要(yào)是Bi2Te3及Bi2Te3為基的固溶(róng)體合(hé)金材(cái)
料,常(cháng)用於(yú)溫(wēn)差致(zhì)冷,小(xiǎo)功率(shuài)的(dí)溫差發電器(qì)(如心髒(zàng)起搏(bó)器)和級聯(lián)溫
差(chà)發(fā)電機的低溫段(duàn)。溫(wēn)差(chà)電材料的(dí)轉換效(xiào)率一般為(wéi)3%~4%。
工作(zuò)溫度(dù)約為500~600℃,主要是(shì)PbTe,GeTe,AgSbTe2或其(qí)
合(hé)金材料。PbTe早(zǎo)已用於工(gōng)業(yè)生產,是較(jiào)成熟的(dí)材料,它(tā)製(zhì)備(bèi)工藝(yì)較(jiào)
簡(jiǎn)單(dān),且可製(zhì)成n型和p型材料。AgSbTe3具(jù)有(yǒu)極低的(dí)晶格熱導(dǎo)率(shuài),前
途看好。中(zhōng)溫(wēn)材料(liào)可用於溫差(chà)致(zhì)冷(如(rú)PbTe等(děng)),而(ér)主(zhǔ)要用於溫差發(fā)電
機和(hé)級聯溫差發電機的(dí)中(zhōng)溫段(duàn),工作(zuò)溫度(dù)的上限由(yóu)材料(liào)的(dí)化學(xué)穩(wěn)定性
決定(dìng)。材(cái)料(liào)的(dí)轉換效(xiào)率一般(bān)為5%左右。
工(gōng)作溫度約(yuē)為(wéi)900~1000℃,主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)SiGe,MnSi2,CeS等(děng)。SiGe
合(hé)金(jīn)是較(jiào)成熟(shú)的合金材料(liào)。雖(suī)然(rán)製備工藝(yì)有一(yī)定(dìng)難度,但(dàn)機械強度(dù)
大,工(gōng)作(zuò)溫度範(fàn)圍(wéi)寬,從(cóng)室溫(wēn)到(dào)900℃間的平(píng)均優(yōu)值可(kě)達8.5×l0-
3/℃,SiGe合金(jīn)材(cái)料的理論轉換效(xiào)率(shuài)可(kě)達10%。
工作溫(wēn)度(dù)可(kě)高達(dá)數千度,主(zhǔ)要使用於*溫(wēn)度(dù)的(dí)熱源。主(zhǔ)要材料(liào)有
Cu2s·Cu8Te2S等。液(yè)態材(cái)料(liào)還處於研究(jiū)階段。按功(gōng)能分(fēn)類,可(kě)分為(wéi)兩(liǎng)
大(dà)類(lèi):
(1)溫(wēn)差發電材(cái)料(liào)。主要(yào)有ZnSb,PbTe,GeTe,SiGe等合金(jīn)材
料。半(bàn)導體(tǐ)溫差發電機的(dí)特(tè)點(diǎn)是:無噪(zào)聲,無(wú)磨損(sǔn),無(wú)振動(dòng),可靠(kào)性(xìng)
高(gāo),壽命(mìng)長;維修方便;易於控製(zhì)和調節,可(kě)全天候(hòu)工作(zuò);可(kě)替(tì)代電
池(chí)。半導(dǎo)體溫差發(fā)電機的(dí)熱源,可用煤(méi)油(yóu),石(shí)油氣以(yǐ)及利用(yòng)Pu238,
sr90,Po210等放射性(xìng)同位(wèi)素(sù)。
(2)溫差(chà)致冷材料。主要是(shì)鉍,銻,硒,碲組成的(dí)固(gù)溶體(tǐ),通常(cháng)是由
Bi—Sb—Te組(zǔ)成p型材料(liào),Bi—Se—Te組(zǔ)成(chéng)n型材(cái)料。半導體致冷器(qì)
所用材料是(shì)Bi2Te3,Sb2Te3,Bi2Se3及其(qí)固(gù)溶體(tǐ),其(qí)優(yōu)值係數z為(wéi)2
~3×10-3/℃。通(tōng)常把若幹(gān)對(duì)溫差電(diàn)偶排列成陣,組成半導(dǎo)體(tǐ)致冷(lěng)電
堆(duī)或組(zǔ)成級聯式致(zhì)冷電堆。一級半(bàn)導(dǎo)體致冷(lěng)電(diàn)堆(duī)可達(dá)-40℃,兩(liǎng)級或(huò)三
級的致(zhì)冷(lěng)器,其(qí)致冷溫度可達(dá)-80℃到-100℃。當然(rán),致(zhì)冷溫度愈(yù)
低,效率和產(chǎn)冷量就愈低。

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