4种含Zn复合材料Seebeck系数之间的关系
结构和性能的关系
-锂霞石具有类石英结构，铝离子取
代硅离子，而锂离子则占据了 c 轴沟 道上的四面体 (4 配位) 或八面体空隙 (6 配位)。随着温度的升高，6 配位的 锂离子数量增多，使得单胞体积减小。
材料的体膨胀系数近似等于线膨胀系数之和
根据体膨胀系数的定义，可以得到
VT V0 (1VT )
除金属以外的其它材料，热导率主要取决于 晶格波的平均自由程。
一些需要考虑材料热导率的应用场合
集成电路的基板
Al2O3, AlN, Si3N4
切削刀具
合金、金属陶瓷、碳化物
宇宙飞船的外壳 (热屏蔽材料)
石墨、氮化硼
发动机
隔热陶瓷材料
金属材料热导率与电导率的关系
金属的电导率 和热导率 都是由自由电子浓 度决定的，因此 与 应该成正比关系。一般情况
1823 年 Seebeck 发现：在具有温度梯度的样品两 端会形成电势差。
形成电势差的原因在于：热流形成的同时由于电子 的运动而形成了电流。
两种不同的金属形成一个回路时有两个接头。如 果两个接头的温度不同，则回路中将形成电流。 这就是所谓的热电效应
上述回路中两个接头之间形成的电势差称为 Seeback 电势差。这个电势差与材料有关，也与温 度差有关。
下满足 Wiedeman-Franz 定律：
/ T = 2.44 108 V2/K2
理论上，电子波对热导率的贡献在所有材 料中都存在，只是贡献大小不同。因此可以预 期，在形成热流时发生了电子波的定向传播， 而后者无疑会导致电势差的出现。这就是所谓 的热电效应。
4.7.4 热电效应 I：Seebeck 效应
在温度差 T 不大的情况下，Seeback 电势差 EAB 与 温度差成线性关系
半导体热电材料
降低声子热导率的方法
(1) 一般情况下, 如果材料是由多种原子组成的大晶胞构成的复杂结 构晶体时, 其声子散射能力较强, 事实证明, 一些热电性能较好的材 料大部分都具备这类结构。另外, 为了使材料的晶体结构更复杂化, 可以通过掺杂或不同材料之间形成固溶体的办法来提高声子的散射能 力。
（2）在某些具有较大孔隙的特殊结构的热电材料的孔隙中, 填入某 些尺寸合适质量较大的原子, 由于原子可以在笼状孔隙内振颤, 从而 可以大大提高材料的声子散射能力, 使热导率提高。目前这类工作正 在具有Skutrrudite 结构的热电材料中展开
半导体中 ke«kl
1. 形成固熔体结构，通过点阵缺陷提高声子散射几率 2. 通过热电材料中晶体结构中的孔隙位置填入杂质原子 3. 通过细化晶粒增加晶界散射降低热导率 4. 低维化利用纳米量子点增加热传导声子散射
Slack提出电子晶体声子玻璃(PEGS)假设， 并计算了热电优值上限为ZT≈ 4
低维材料有以下优点：① 提高了费米能 级附近的态密度，从而提高了Seebeck系数；②
超晶格量子阱的一些重要现象和性质即可用二维电子气的态密度 来描述。 通过对二维电子气的态密度的计算，发现二维电子气的 态密度与能级无关。正是这种特性，给超晶格带来了许多方面的应 用。
5、量子阱的分类
（1）三维超晶格（零维量子点）： 是指载流子在三个方向上的运动都要受到约束的材料体系，即电子在
三个维度上的能量都是量子化的。 （2）二维超晶格（一维量子线）：
这时夹在两个垒层间的阱就是量子阱。
当取垂直衬底表面方向(垂直方向)为Z轴，超晶格中的电子沿z方向运 动将受到超晶格附加的周期势场的影响，而其xy平面内的运动不受影响。 导带中电子的能量可表示为:
热电材料的电学性能
一、 实验目的1. 通过实验了解热电材料的Seebeck 系数和电阻率的测定方法；2. 测量在特定温度范围内热电材料电学电学性能随温度的变化关系；3. 结合实验结果分析并热电材料电功率因子与温度的关系。
二、 实验原理1. 塞贝克系数塞贝克效应是材料的一个物理性能，是一种由电流引起的可逆热效应或者说是温度差引起的电效应，其示意图如下:对于两种不同的导体串联组成的回路，在导体b 的开路位置y 和z 之间，将会有一个电位差，称为热电动势，数值是：yz ab 12V ()T T α=-，当∆T 不是很大时，ab α为常数，定义为两种导体的相对Seebeck 系数，即 0lim //ab yz yz T V T dV dT α∆→=∆=（1）Seebeck 系数常用的单是uV/K,Seebeck 系数的测量原理如下图所示，1、3和2、4分别是NiCr 和NiSi 热电偶臂。
测量时两段温差保持10℃，S 两端存在温差时会产生热电势差Vs ，相对于热电偶的其中一个电偶臂1、3的Seebeck 系数为13//sa s V T V T α=∆=∆2.电阻率从原理上讲，对电阻为R，长度为L，截面积为A的样品，电导率ρ=R(A/L)。
然而，由于半导体热电材料通常电阻率较小，接触电阻相对较大，容易引入实验误差。
实验中电阻率的测定采用下图所示的两探针原理以避免接触电阻的影响。
电阻率测量在试样两端等温进行，当△T足够小时，才对样本施加测试电流，这是电阻R=V R/I const，V R为样品两端电压探针的电压降，I const为恒流源电流，取一特定值。
为消除附加的Seebeck电压影响，试验通过改变电流方向进行两次电压测量，取其平均值。
得R值后，有公式ρ=R(A/L)算出其电阻率。
三、实验设备与装备测量装置温度由AI-708P智能控制器控制。
样品两端电压利用Agilent970A数据采集仪输入微机。
所用电源为恒流源。
测量时抽真空以防样品氧化。
复合材料的本构关系研究
麓疆疆理科类复合材料的本构关系研究黄自谦谢清连1本构关系的概念力学参数(应力、应力速率等)和运动学参数(应变、应变速率)之间的关系式称为本构关系或本构方程。
在弹性变形过程中，我们有如下的关系：％2Cijkt8越称为广义胡克定律。
胡克根据单向拉伸实验在1678年首次发表了这个定律。
以后由柯西推广到三维情况。
式中的c删称为广义弹性常数。
这是一个三维空间中的四阶张量，共81个元素(分量)。
由于应力张量和应变张量都是二阶对称张量，22Cokl Cjiklf渊2Cork 这样，独立的弹性常数就由81个降为36个。
当应变能密度(弹性势)W对￡i存在二阶以上连续偏导数时，由毫(器)一素(等)我们有64d骶一aa￡超d￡季因此有Cijkt 2f彪i这样一来，独立的弹性常数个数就由36个减为21个。
因此，对于最一般的各向异性材料，独立的弹性常数个数也只有21个。
本构关系也可以写成以应力分量表示应变分量的形式8d一％kl盯k1 6删称为柔性系数。
显而易见，对于柔性系数，也存在关系bⅢ一b阻一bilk—bHiJ也就是说，对于最普遍的情况具有21个独立的柔性系数。
在实际应用和实验中我们常用到的各向同性材料的拉伸模量和剪切模量两个参数，计算中通常也只输入这两个。
从这里我们可以看出要完全确定某种材料的本构关系需要21个独立的材料，进而推广到复合材料，情况又是怎样的呢?该研究工作得到了广西自然科学基金的资助(2010G XNS FA013119)。
2复合材料的本构关系2．1混合律近似两相材料的整体力学性能一般依赖于各相的含量、形状和邻接性，以及空间分布等因素iiiiiiivvvi—vi iv ii ii x xx ix ii[1。
12|。
考虑含有弹性各向同性两组元相的复合材料，在外载作用下总是引起两相同等的应变这一简单的情况，这种情况通常被称为Voigt模型[10|，在单向连续纤维增强的复合材料中沿着纤维方向加载时，就是这种情况。
C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo这几种元素含量在钢中的作用和对性能的影响
C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo这几种元素含量在钢中的作用和对性能的影响1、铬(Cr)铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。
可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。
使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。
还增加钢的热强性，铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。
铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。
降低伸长率和断面收缩率。
当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。
含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。
铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。
使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。
含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。
铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。
有良好的回火稳定性。
在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。
(1) 对钢的显做组织及热处理的作用A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。
铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等．铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr)B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少C、减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性．但亦增加钢的回火脆性倾向(2)对钢的力学性能的作用A、提高钢的强度和硬度．时加入其他合金元素时，效果较显著B、显著提高钢的脆性转变温度C、在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有σ相析出，冲击韧性急剧下降(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度B、降低钢的电导率，降低电阻温度系数C、提高钢的矫顽力和剩余磁感．广泛用于制造永磁钢D、铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铭时，显著提高钢的耐腐蚀性能（特别是硝酸）。
若有铬的碳化物析出时，使钢的耐腐蚀性能下降E、提高钢的抗氧化性能F、铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性G、由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻、轧后要缓冷(4)在钢中的应用A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用，并具有一定的回火稳定性和韧性E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用，当需形成奥氏体钢时，稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例，如Cr18Ni9等F、我国铬资源较少．应尽量节省铬的使用2、钼(Mo)钼在钢中能提高淬透性和热强性。
硅锗合金Seebeck系数影响因素的研究
第36卷第3期 人 工 晶 体 学 报 V o l .36 N o .3 2007年6月 J O U R N A L O F S Y N T H E T I C C R Y S T A L S J u n e ,2007 硅锗合金S e e b e c k 系数影响因素的研究索开南,张维连,赵嘉鹏,周子鹏(河北工业大学半导体材料研究所,天津300130)摘要:作为一种洁净能源,硅锗合金的热电转换性能的研究越来越受到人们的重视。
本文重点研究了不同G e 浓度的硅锗合金以及S i 、G e 单晶在300～1100K 温度范围内,S e e b e c k 系数随温度的变化。
并对组分相同导电类型不同、晶向不同以及结晶状态不同的样品的S e e b e c k 系数进行了比较。
在研究温度区间,S e e b e c k 系数的绝对值大小一般在200～600μV /K 之间,随温度不同连续变化。
通过对比发现S i G e 合金的S e e b e c k 系数大小不仅与G e 的浓度和温度有关,其他因素对其绝对值也有影响,其中晶向最为明显,表现出了明显的各向异性。
此外,材料本身的电阻率除了作为一个热电参数影响最优值外,其大小还对S e e b e c k 系数的绝对值有影响,即掺杂济浓度对S e e b e c k 系数的影响。
关键词:S e e b e c k 系数;硅锗合金;热电材料;各向异性;热电转换中图分类号:T N 24 文献标识码:A 文章编号:1000-985X (2007)03-0578-06T h e r m o e l e c t r i c P r o p e r t i e s o f C z o c h r a l s k i G e S i C r y s t a lS U OK a i -n a n ,Z H A N GW e i -l i a n ,Z H A OJ i a -p e n g ,Z H O UZ i -p e n g(S e m i c o n d u c t o r M a t e r i a l I n s t i t u t e ,H e b e i U n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y ,T i a n j i n 300130,C h i n a )(R e c e i v e d 25D e c e m b e r 2006,a c c e p t e d 15F e b r u a r y 2007)A b s t r a c t :T od i s c u s s t h ep o s s i b i l i t yo f i m p r o v e m e n t i nt h e r m o e l e c t r i cp r o p e r t i e so f S i G ec r y s t a l ,t h e t h e r m o e l e c t r i c p r o p e r t i e so f s e v e r a l d i f f e r e n t s i l i c o n -g e r m a n i u m a l l o y sw i t hd i f f e r e n t c o n t e n t ,d i f f e r e n t o r i e n t a t i o n a n d d i f f e r e n te l e c t r i c c o n d u c t i v e t y p e a tt h e t e m p e r a t u r e r a n g e o f 300-1100K w e r e i n v e s t i g a t e d .A s s e e n i n t h e e x p e r i m e n t r e s u l t ,t h e a b s o l u t e v a l u e o f S e e b e c k c o e f f i c i e n t f l u c t u a t e s i n 200-600μV /Ki n t h e w h o l e t e m p e r a t u r e r a n g e i n v e s t i g a t e d .I n t h e p r e s e n t p a p e r ,t h e r e l a t i o n s h i p s o f S e e b e c k c o e f f i c i e n t a g a i n s t c o n t e n t ,o r i e n t a t i o n ,e l e c t r i c c o n d u c t i v e t y p e a n d e l e c t r i c a l r e s i s t i v i t y w e r e s u m m a r i z e d i n d e t a i l .T h e S e e b e c kc o e f f i c i e n t o f t h e s a m p l ew i t h <111>o r i e n t a t i o ni s s m a l l e r t h a nt h a t o f t h e s a m p l e w i t h <100>o r i e n t a t i o n a t t h e s a m e t e m p e r a t u r e .A b s o l u t e v a l u e o f P -t y p e a r e l a r g e r t h a n t h a t o f N -t y p e ,p u r e G e e x c e p t .B u t w i t h t h e i n c r e a s i n g o f t e m p e r a t u r e ,t h e a b s o l u t e v a l u e o f p u r e G e d e c r e a s e d m a n y t i m e s a s q u i c k l y a s o t h e r s p e c i m e n s .M o r e o v e r ,e l e c t r i c a l r e s i s t i v i t y n o t o n l y c a n i n f l u e n c e t h e f i g u r e o f m e r i t ,b u t a l s o c a n i n f l u e n c e t h e a b s o l u t e o f S e e b e c k c o e f f i c i e n t .K e y w o r d s :S e e b e c k c o e f f i c i e n t ;S i G e a l l o y ;t h e r m o e l e c t r i c m a t e r i a l ;a n i s o t r o p y ;t h e r m o e l e c t r i c c o n v e r s i o n 收稿日期:2006-12-25;修订日期:2007-02-15 基金项目:河北省自然科学基金(E 2004000061) 作者简介:索开南(1981-),女,河北省人,硕士研究生。
新型热电材料的工作原理及其研究现状
新型热电材料的工作原理及其研究现状曲柳，刘开新（沈阳理工大学，沈阳110159）摘要：作为能量转换的功能材料，热电材料在废热回收、温度传感、制冷和散热、深空探测等领域都有着重要的作用。
优异的热电材料要求高塞贝克系数、低热导率和高电导率，随着科技的发展和人们环保意识的提高，研发具备高热电优值、优异的机械性能、安全性高、易于制备和加工、生态环保的热电材料，成为近年来研究热点之一。
本篇论文综述了热电效应的产生机理、提高热电性质的有效方式及热电材料的研究进展，并对热电材料的应用前景进行分析与展望。
关键词：热电性能；Seebeck系数；热导率；电导率中图分类号：TM47；TB34 DOI：10.16786/ki.1671-8887.eem.2024.02.005Mechanism and Current Status ofNew Thermoelectric MaterialsQU Liu, LIU Kaixin(Shenyang Ligong University, Shenyang 110159, China)Abstract: As a functional material that converts energy between different forms, thermoelectric materials have the great potential to be used in applications such as waste heat recycling, sensing, cooling and refrigeration, deep space exploration. Requirements for excellent thermoelectric materials include high Seebeck coefficient, low thermal conductivity and high electrical conductivity. With the development of the technology and the improvement of Environmental awareness, research for the thermoelectric materials with high Seebeck coefficient, high mechanical properties, reliability, workability and environmental-friendliness, has been of great importance. This article reviews the mechanism of thermoelectric effects, approaches of enhancing the thermoelectric properties and current status of thermoelectric materials, and then outlook the potential applications of thermoelectric materials.Key words: thermoelectric property; Seebeck coefficient; thermal conductivity; electrical conductivity0 引言由于化石能源的过度使用导致全球温室气体排放量不断增加，出现了一系列的环境问题如温室效应、地质灾害频发、沙尘暴及海平面上升等。
测量seebeck系数的原理分类
测量seebeck系数的原理分类Seebeck系数是一种在热电材料中测量的量，它能够描述材料的热电转换能力。
Seebeck系数是由两个变量组成的，即电压和温度，它可以用来评估材料的效率和性能。
在这里，我们将讨论Seebeck系数测量的原理和分类。
一、Seebeck系数的测量原理Seebeck系数是由德国物理学家Thomas Johann Seebeck发现的，它是由两个变量（温度和电压）的变化而产生的。
它的基本原理是当一个均匀的热电材料两端温度不同时，就会在这两端产生电势差。
这种电势差的大小取决于这两个温度的差值和这个材料的Seebeck系数。
因此，测量Seebeck系数的基本原理就是通过改变温度，测量电压或者反之。
二、Seebeck系数的分类Seebeck系数可以根据它们的性质进行分类。
1. 泛函Seebeck系数泛函Seebeck系数是一种理论上的Seebeck系数，它可以通过使用电子结构计算来计算。
它可以用来描述一种物质的理论上的Seebeck系数，并且它的值可以与实验测量的结果相比较。
2. 实验Seebeck系数实验Seebeck系数是真实材料的Seebeck系数，它是通过实验测量得到的。
它可以用来描述一种物质的实际Seebeck系数，并且它的值可以与理论计算的结果相比较。
3. 有效Seebeck系数有效Seebeck系数是描述复合材料Seebeck系数的一种参数。
它是由复合材料中包含的组分的Seebeck系数计算得出的。
它可以用来描述复合材料的Seebeck系数，并且它的值可以与实验测量的结果相比较。
Seebeck系数的测量原理和分类是热电材料的重要研究方面，它能够提供有关材料的热电性能的重要信息。
Seebeck系数的测量原理也可以应用于热电发电，热电热泵和其他热电设备的研究中。
因此，Seebeck系数的测量原理和分类对于研究热电材料和应用具有重要意义。
seebeck 系数计算公式
一、概述seebeck 系数是指在温度梯度下，导体中自由电子受到温度梯度而形成的电动势的大小。
它是热电材料的一个重要参数，对于热电材料的研究和应用具有重要意义。
在实际使用中，我们需要计算 seebeck 系数以评估热电材料的性能。
本文将介绍 seebeck 系数的计算公式及其物理意义。
二、seebeck 系数的定义seebeck 系数通常用 S 表示，定义如下：S = -ΔV/ΔT其中，S 表示 seebeck 系数，ΔV 表示在温度梯度变化下产生的电动势，ΔT 表示温度梯度的变化。
seebeck 系数的单位是 V/K。
三、seebeck 系数的计算公式1. 概念式计算公式在理想条件下，seebeck 系数可以通过以下的概念式计算：S = -(k/e) * (dμ/dT)其中，k/e 是玻尔兹曼常数与电子电荷电量之比，dμ/dT 是费米能级随温度的变化率。
2. 热电材料电阻率之间的关系根据达能-维尔纳关系，电导率σ 与能级斜率（与费米能级）Δε 之间有如下关系：σ = e2D(∂f/∂ε)其中，e 是电子电荷，D 是态密度，f 是费米-狄拉克分布函数。
3. 通过电导率计算 seebeck 系数由以上两个公式可以得到下列关系：S = (-π2/3)(k/e)T/εF其中，εF 是费米能级，T 是温度。
四、 seebeck 系数的物理意义seebeck 系数代表了温度梯度引起的电动势和温度梯度的比值，它反映了热电材料在温度梯度下的电热性能。
理想情况下，seebeck 系数越大，说明热电材料在温度梯度下产生的电动势越大，具有更好的热电性能。
五、总结对于热电材料的研究和应用来说，seebeck 系数是一个非常重要的物理量，其大小直接影响了材料在温度梯度下的电热性能。
通过计算seebeck 系数，可以评估热电材料的性能，为热电材料的应用提供重要的参考依据。
本文介绍了 seebeck 系数的计算方法及其物理意义，希望可以为热电材料的研究和应用提供一些帮助。
breck公式计算y沸石硅铝比
Breck公式是一种用于计算沸石中硅铝比（Si/Al）的公式，沸石是一种特殊的微孔结构矿物，其Si/Al比值对其吸附、离子交换和催化性能有重要影响。
Breck公式的推导和适用范围已经得到广泛研究和验证，本文将系统介绍Breck公式的计算方法和其在沸石研究中的应用。
一、Breck公式的推导Breck公式最早由美国化学家Donald W. Breck在20世纪50年代提出，其计算公式如下：Si/Al = 1 + (c-1) × (Na2O/K2O)其中，Si/Al为沸石中的硅铝比，c为沸石中的钠钾比值（Na2O/K2O）。
Breck公式的推导基于沸石晶体结构中阴离子的化学键性质和电中性条件，其理论基础较为复杂，但在实际应用中被证明是有效的。
二、Breck公式的适用范围Breck公式主要适用于Zeolite A和Zeolite X两种常见沸石类型，这两种沸石晶体结构较为规整，Si/Al比值的计算较为准确。
对于其他类型的沸石，由于晶体结构和化学成分的差异，Breck公式的适用性有一定局限性，需要结合实际情况进行修正和验证。
三、Breck公式的应用1. 沸石材料的合成与调控沸石作为一种重要的吸附剂和分子筛材料，在石油化工、环境保护和化学催化等领域有着广泛的应用。
利用Breck公式可以准确计算沸石中的Si/Al比值，从而指导沸石材料的合成和化学成分的调控，优化其吸附和催化性能。
2. 沸石催化剂的设计与改进沸石作为重要的固体酸催化剂，在石油加工和化学合成领域具有重要意义。
Breck公式的应用可以帮助研究人员精确计算沸石中的Si/Al比值，并据此设计和改进沸石催化剂，提高其催化性能和稳定性。
3. 沸石吸附性能的评估与预测沸石的吸附性能对其在气体分离、水处理和废水处理等领域的应用至关重要。
借助Breck公式，可以对沸石的Si/Al比值进行准确预测，从而评估其吸附性能并优化其应用效果。
四、Breck公式的局限性与发展尽管Breck公式在计算沸石中的Si/Al比值方面具有一定的优势和实用性，但其也存在一些局限性。
机械关键工程材料第二版课后习题答案
第二章作业2－1常用旳金属晶体构造有哪几种？它们旳原子排列和晶格常数有什么特点？－Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种构造？答：常用晶体构造有3种：⑴体心立方：－Fe、Cr、V⑵面心立方：－Fe、Al、Cu、Ni⑶密排六方：Mg、Zn2---7为什么单晶体具有各向异性，而多晶体在一般状况下不显示出各向异性？答：由于单晶体内各个方向上原子排列密度不同，导致原子间结合力不同，因而体现出各向异性；而多晶体是由诸多种单晶体所构成，它在各个方向上旳力互相抵消平衡，因而体现各向同性。
第三章作业3－2 如果其他条件相似，试比较在下列锻造条件下，所得铸件晶粒旳大小；⑴金属模浇注与砂模浇注；⑵高温浇注与低温浇注；⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件；⑷浇注时采用振动与不采用振动；⑸厚大铸件旳表面部分与中心部分。
答：晶粒大小：⑴金属模浇注旳晶粒小⑵低温浇注旳晶粒小⑶铸成薄壁件旳晶粒小⑷采用振动旳晶粒小⑸厚大铸件表面部分旳晶粒小第四章作业4－4 在常温下为什么细晶粒金属强度高，且塑性、韧性也好？试用多晶体塑性变形旳特点予以解释。
答：晶粒细小而均匀，不仅常温下强度较高，并且塑性和韧性也较好，即强韧性好。
因素是：（1）强度高：Hall-Petch公式。
晶界越多，越难滑移。
（2）塑性好：晶粒越多，变形均匀而分散，减少应力集中。
（3）韧性好：晶粒越细，晶界越曲折，裂纹越不易传播。
4－6 生产中加工长旳精密细杠（或轴）时，常在半精加工后，将将丝杠吊挂起来并用木锤沿全长轻击几遍在吊挂7~15天，然后再精加工。
试解释这样做旳目旳及其因素？答：这叫时效解决一般是在工件热解决之后进行因素用木锤轻击是为了尽快消除工件内部应力减少成品形变应力吊起来，是细长工件旳一种寄存形式吊个7天，让工件释放应力旳时间，轴越粗放旳时间越长。
4－8 钨在1000℃变形加工，锡在室温下变形加工，请阐明它们是热加工还是冷加工（钨熔点是3410℃，锡熔点是232℃）？答：W、Sn旳最低再结晶温度分别为:TR(W) =（0.4～0.5)×(3410+273)－273 =（1200～1568）(℃)＞1000℃TR(Sn) =（0.4～0.5)×(232+273)－273 =（-71～-20）(℃) ＜25℃因此W在1000℃时为冷加工，Sn在室温下为热加工4－9 用下列三种措施制造齿轮，哪一种比较抱负？为什么？（1）用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮；（2）由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮；（3）由圆棒锻成圆饼，再加工成齿轮。
常见合金元素的过渡系数.ppt
4.2 电焊条的设计步骤
• “目标制订明确、难点分析准确、技术路线正确”是研制 焊条的关键 。
• 拟定熔敷金属的合金系统，选定焊芯、药皮类型，并考虑 设备条件、原料来源和经济合理性。通过调整试验完成焊 条设计工作。
1.焊芯的设计与选定
• 焊芯的化学成分利性能直接影响焊缝金属的性能 与质量，常用的焊芯有低碳钢和不锈钢两类。
• 铁铁矿的含量一般在30％以上，熔渣的流动性较好，电弧 稍强，熔深较大，熔渣覆盖良好，脱渣容易，飞溅一般， 焊波整齐。药皮组成物可调范围较大。在药皮配方中一般 应增加其脱氧能力。该焊条适用于全位置焊接。可交、直 流两用，主要用来焊接较重要的低碳钢结构。
4）氧化铁型
• 氧化铁型焊条熔渣凝固温度区间为1180~1350℃，主要用 于低碳钢焊条（如E4320）。
6）低氢型
• 低氢型药皮应用广泛，在碳钢、低合金钢（如高强钢、低 温钢、耐热钢等）、高合金钢（如不锈钢）、堆焊、铸铁 和有色金属（如铜及铜合金）等焊条中均有较多的应用。 低氢型药皮的熔渣碱度较高，有利于合金元素的过渡和去 除有害杂质。
• 低氢钠型焊条 如E××15（碳钢或低合金钢），ED××15(堆焊)，E×-××-×-l5（不锈钢）等焊条，其药皮的主 要组成物是碳酸盐和氟化物，碱度较高，合金元素的过渡 系数高，熔渣流动件好，焊接工艺一段，焊波较粗，熔深 适中，脱渣性较好。要求焊条烘干，直流反接，短弧操作。
如碱性药皮中加入Al、Ti可提高Si、Mn的过渡系数。
(2)合金元素的含量
随着药皮或焊剂中合金元素含量的增加，其过渡系数逐渐增加 ，最后趋于一个定值。
(3)药皮（或焊剂）的成分 • 药皮或焊剂的氧化势越大，则合金元素过渡系数越小。 • 当合金元素及其氧化物在药皮中共存时，能够提高该元素的
Zn-Bi-Fe-Ni四元系相关系的测定及Bi对镀层组织和耐蚀性的影响
Zn-Bi-Fe-Ni四元系相关系的测定及Bi对镀层组织和耐蚀性的影响锌及锌合金主要用于热浸镀锌,而热浸镀锌作为一种有效的钢铁表面防护工艺被广泛应用于钢铁构件的防护上。
锌浴中的合金元素的增加会导致镀层组织及性能的改变。
在锌浴中添加Ni元素能有效地控制圣德林钢的Fe-Zn反应。
另外,除了Ni 元素能提高锌浴的流动性外,还可以添加少量的Pb,但是由于Pb对环境有极大地危害,目前已经有许多国家禁止使用含Pb的合金。
所以必须尽快找到一种能替代Pb的元素。
研究发现,Bi是替代Pb加入锌浴中用于提高锌浴流动性的最佳替代品,而且它还可以降低锌液的表面张力,延长锅体的使用寿命。
为了深入研究Ni和Bi在镀锌中的协同作用,已经有人研究了Zn-Bi-Ni三元系在450℃时的相关系,而本实验的研究工作是在此三元系的基础上测定含93 at. %Zn的Zn–Bi–Fe–Ni四元系富锌角450℃等温截面,为继续研究Ni和Bi 对Fe-Zn反应的协同作用提供理论依据。
本实验采用平衡合金法,利用扫描电子显微镜与能谱仪(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段测定了含93 at. %Zn的Zn–Bi–Fe–Ni四元体系富锌角450℃等温截面。
实验结果表明:该四元体系中有2个四相平衡区[L (Zn) + L (Bi) + T +ζ和L (Zn) + L (Bi) + T +δ–Ni],5个三相平衡区[(L (Zn) + L (Bi) +ζ, L (Zn) + L (Bi) + T, L (Zn) + L (Bi) +δ–Ni, L (Zn) + T +ζ, L (Zn) + T +δ–Ni)]和4个二相平衡区[L (Zn) +ζ, L (Zn) + T, L (Zn) +δ–Ni, L (Zn) + L (Bi)];L (Zn)和L (Bi)分别可以与T,ζ,δ–Ni,(T +ζ),(T +δ–Ni)和(ζ+δ–Ni)共存;实验中没有发现新三元相的存在。
复合材料参数原来有这么多秘密
复合材料参数原来有这么多秘密1 仿真需要的参数网上流传着一份下载量很高的材料性能参数表格，里面金属铍的泊松比是0.7。
各向同性材料泊松比不能大于0.5（泊松比0.5代表材料不可压缩），0.7肯定是一个错误的数据。
不加辨别地直接拿来使用很可能就会犯一个低级错误。
金属材料如此，复合材料亦如此。
要辨别复合材料参数首先要了解复合材料有哪些参数，以及在复合材料结构仿真中要使用哪些参数，有什么物理意义？以铺层复合材料为例，我们来看一下从材料到结构的成型过程。
理论上来说，铺层复合材料涉及到的参数包括基体材料参数、增强材料参数和单层材料参数。
而这个单层材料参数是通过层合板样件的宏观刚度和强度计算得出。
所以我们接触到的参数还应包括层合板样件的宏观刚度和强度。
在众多种类的复合材料参数中，结构仿真需要的是单层材料的参数。
仿真工程师除了要明确仿真中使用的是哪类参数，还要对拿到的参数做基本辨别。
在没有要求的情况下，测试工程师会直接将层合板宏观刚度和强度参数交给仿真工程师。
如果仿真工程师不去辨别，就直接把层合板样件的宏观刚度和强度当成单层材料参数来使用，结果不难预见。
想要进一步了解怎样通过样件宏观刚度和强度计算出单层材料参数，可参考沈观林老师编著的《复合材料力学》第四章的内容。
2 参数有哪些规律一般情况下单层材料包括单向带和织物两种类型。
我们以最常用的单向带材料为例，解释主要参数的物理意义并预测其大致取值。
首先我们仔细对照下表中各组分材料的力学性能参数，从数字角度我们不难找出参数的规律。
基体材料（各向同性）参数增强材料（横观各向同性）参数单层材料（正交各向异性）参数弹性模量4667.7 轴向弹性模量217800.0 1方向弹性模量131620.0 泊松比0.35 面内剪切模量15236.0 2方向弹性模量9239.0横向剪切模量15818.0 主泊松比0.30面内泊松比0.22 面内剪切模量G124826.3横向泊松比0.27 层间剪切模量G234213.6层间剪切模量G314826.3 拉伸强度56.1 拉伸强度3413.1 1方向拉伸强度2063.0 压缩强度231.7 压缩强度2366.2 1方向压缩强度1484.42方向拉伸强度63.92方向压缩强度267.9面内剪切强度S12291.4层间剪切强度S23267.0层间剪切强度S31291.4从参数表中可以看出如下规律：1）增强材料弹性模量和拉伸强度远大于基体材料；2）单层材料弹性模量和拉伸强度明显低于增强材料；3）单层材料1方向弹性模量和拉伸强度远大于2方向；4）G12与G31相等，S12与S31相等。
塞贝克系数和热膨胀系数
塞贝克系数和热膨胀系数是两种不同的物理参数，分别描述了
材料不同的特性。
塞贝克系数，也称作热电势，是一种衡量材料在温差下产生热
电势的物理量。
它表示材料在温度梯度下产生电势差的能力，单位是V/K或μV/K。
这个系数主要与材料内部的载流子迁移有关，当材料两端存在温差时，载流子会从高温端向低温端扩散，形成电势差。
塞贝克系数在热电材料的应用中尤为重要，例如在热电发电器（TEG）或热电冷却器（TEC）等设备中。
热膨胀系数则是衡量材料在温度变化下膨胀程度的关键参数。
它描述了材料在温度升高或降低时尺寸发生变化的程度。
热膨胀系数通常用线膨胀系数或体膨胀系数来表示，线膨胀系数是材料长度在温度变化下的膨胀量与原始长度的比值，而体膨胀系数是材料体积在温度变化下的膨胀量与原始体积的比值。
在设计温度传感器或需要考虑温度对材料尺寸影响的场合中，了解材料的热膨胀系数是非常重要的。
总结来说，塞贝克系数关注的是温度梯度下材料产生的电势差，而热膨胀系数关注的是温度变化下材料的尺寸变化。
两者都是描述材料对温度响应的重要物理参数。
锌合金复合材料
复合材料是由两种或两种以上的具有不同物理、化学性质的材料，用特定的方法，经过复杂的空间组合，形成的一个新的材料系统。
它在性能和功能上，远远超出其单质组分的性能和功能，甚至产生了原来单质材料根本不具备的全新的高性能与新功能。
它的出现时由于科学技术和国民经济包括国防空间工业发展的要求，是金属、陶瓷、高分子等单质材料发展可应用的必然结果，也是各单质材料研究和使用经验的综合，它为材料科学与工程学的持续发展注入了强大的生机与活力，并带动了整个工业技术的进步。
复合材料分为：结构功能一体化的复合材料、功能复合材料（包括多功能复合材料）、智能复合材料和纳米复合材料等。
有金属与金属、金属与非金属、非金属与非金属之间的复合。
金属基复合材料的制备方法，取决于组分材料的选用，有固态法、液态法和其他方法。
固态法是基体与组成分为固态时制造的，如粉末冶金法，轧制挤压等、压力加工法、爆炸复合法等。
液态法是基体金属处于熔融状态与固态的增强组分复合在一起，如搅拌铸造、挤压铸造、共喷沉积、液态金属浸渍和热喷涂等。
其他方法包括物理气相沉积、化学气相沉积、化学镀、电镀和复合镀等。
金属基复合材料常见的大量应用的为层状复合材料和增强复合材料，也就是压力加方法、熔熔铸造方法制造和熔炼铸造后再压力加工等方法制造的。
金属基层状复合材料金属基层状复合材料是由两种或多种物理、化学性质不同的金属（或合金）通过压力加工、熔炼铸造或焊（胶）接等加工方式而制成为一体的新材料。
它除具有被复合的单一金属（合金）的特性外，还具备愿单一金属（合金）不具备的性能或功能，包括光、电、声、磁、力学、可焊、阻尼、耐热、耐磨、耐蚀等等。
如热双金属材料（也可以是多层的），除具有被复合的单一金属（合金）的导热性、导电生和线胀系数外，还具有热敏功能，因此它可以广泛应用于热继电器、家电保护器、温控器、启辉器和断路器等。
由此看来，层状复合金材料最大的优越性是综合了组成材料不具备的功能，或同一时间里可发挥不同功能的作用。
金属材料中Si、C、Mn、S、P等元素的作用及影响
金属材料中S i、C、M n、S、P等元素的作用及影响1、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。
硅能显着提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。
含硅1－4%的度，故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。
硅和低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。
硅量增加，会降低钢的焊接性能。
硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，其作用仅次于磷，较锰、镍、铬、钨、钼和钒等元素强。
但含硅超过3%时,将显著降低钢的塑性和韧性。
硅能提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比(σs/σb),以及疲劳强度和疲劳比(σ-1/σb)等,这是硅或硅锰钢可作为弹簧钢种的缘故。
硅能降低钢的密度、热导率和电导率。
能促使铁素体晶粒粗化。
降低矫顽力。
有减小晶体的各向异性倾向，使磁化容易，磁阻减小，可用来生产电工用钢，所以硅钢片的磁滞损耗较低，硅能提高铁素体的磁导率，使硅钢片在较弱磁场下有较高的磁感强度。
但在强磁场下，硅降低钢的磁感强度。
硅因有强的脱氧力，从而减小了铁的磁时效作用。
含硅的钢在氧化气氛中加热时，表面将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。
硅能促使铸钢中的柱状晶成长，降低塑性。
硅钢若加热或冷却较快，由于热导率低，钢的内部和外部温差较大，因而易裂。
硅能降低钢的焊接性能。
因为与氧的亲合力硅比铁强，在焊接时容易生成低熔点的硅酸盐，增加熔渣和熔化金属的流动性，引起喷溅现象，影响焊缝质量。
硅是良好的脱氧剂。
用铝脱氧时酌加一定量的硅，能显著提高铝的脱氧能力。
硅在钢中本来就有一定的残存，这是由于炼铁炼钢作为原料带入的。
在沸腾钢中，硅限制在＜0.07% ，有意加入时，则在炼钢时加入硅铁合金。
(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、作为钢中的合金元素，其含量一般不低于0.4 ％。
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能源 材料 ． 由于热 电材 料所 具有 的不 同于常 规能 源材 料 的特点 ，使 得它 在微 电子 、微 机械 及航 天等领 域 具 备 良好 的应 用价 值 ，从 而 日益 引人关 注 ．Ｊ １ 热 电材 料 的性 能用 无 量 纲 的 热 电性 能 指数 即品 质 因 一 子Ｚ Ｔ和功 率 因子 Ｐ表 示 ，其 中 ：
由于zr和p均随着seebeck系数以平方项快速增加因此seebeck系数是表征材料热电转换性能的重要测量量seebeck系数用来作为评价热电材料热电性能优劣主要参数这也是研究热电材料时必须知道所研究材料seebeck系数特点的原因
第２ ３卷 第 ３期 ２ １ 年 ５月 ０１
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ． ２ １２ ３ ０１１ ５ ．
张 敏 ，刘 昶 时
（Hale Waihona Puke 兴学 院 数理 与信 息 工程学 院 ，浙 江嘉 兴 ３ ４ ０ ） 嘉 １０ １
摘 要 ： 为探 讨 含 ｚ ｎ笼 合 物 Ｓ ｅ ｅ ｋ系数 之 间 的数 量 关 系 ，依 据 最 小 二 乘 方 曲 线 拟 合 理 论 ，寻 找 了 ｚ ｅｂｃ ｎ
过 量 ２ ～ ％ 时 —Ｚ ｂ 化 合 物 、３种硅 、锗 基 Ｚ ％ ９ ｎＳ ｎ掺 杂 笼 合 物 与 Ｂ—Ｚ ｂ 在 Ｓｅｅｋ系数 上 的 定 量 关 系． ｎＳ ｅｂｃ 拟 合 结果 表 明 ， 自然指 数 增 长 型 函 数 能 够 完整 地 描 述 这 ４种 笼 合 物 于 Ｓ ｅｅｋ系数 上 的 数 值 关 系．理 论 同 实 ｅｂ ｃ 验 结 果 之 间具 有 ０ ９ ６的 最 小相 关 系数 和 １４ ％ 的 最 大 平 均 相 对 误 差 ． ．８ ．５
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基于 Ｓ ｅｅ ｋ效应 和 Ｐ ｈｅ 效应 的热 电材 料 是一类 在 发 电和制 冷方 面具 有广 泛 应用 前 景 的环 保新 ｅｂ ｃ ｅｉ ｒ
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４ 种含 Ｚ ｎ复合材料 Ｓｅｅｋ系数之间的关系 ｅｂｃ
关 键 词 ：Ｚ ；复 合 材 料 ；Ｓｅｅｋ 系数 ； 关 系；拟 合 ｎ ｅｂｃ
中 图分 类 号 ：Ｔ ３ Ｂ３
文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ ． ０ ８—６ ８ （ ０ １ ０ ０ ４ ７ １ ２ １ ）３— ０ ７—０ ５
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