过量Zn对β-Zn4Sb3热电性能影响的研究

采用真空熔融缓冷方法制备了单相β-Zn4Sb3以及含有过量Zn的β-Zn4Sb3块体热电材料.在300—700K的温度范围内测试了材料的电导率、Seebeck系数和热导率,研究了β-Zn4Sb3化合物中过量Zn的分布状态及其对材料热电性能的影响规律.结果表明：过量的Zn作为第二相较均匀的分布在β-Zn4Sb3的晶界上,随着Zn含量增加,材料电导率和热导率上升,Seebeck系数下降,Zn第二相的引入能有效提高材料的功率因子,Zn过量2at%的材料在700K时其ZT值达到1.10.     

供电线损分析及降损措施探讨

电力网线损是在输电过程中所产生的功率损耗,这种不必要的损耗应当加以控制,以达到节约能源的目的。文中主要对如何有效的降低线损,以及加强线损工作的管理进行了研究和探讨,以达到电力网运行的最佳状态。     

Ⅰ型锗基笼合物Ba8Ga16-xSbxGe30的合成及热电性能

用高温熔融结合放电等离子烧结(SPS)方法合成了Sb掺杂的单相n型Ba8Ga16-xSbxGe30化合物,探索了Sb对Ga的取代对其热电性能的影响规律.研究结果表明随着Sb取代分数x的增加,Seebeck系数逐渐降低,Seebeck系数峰值对应的温度向低温方向偏移.电导率随着x的增加先增大后减小,当x=2时达到最大值.Sb取代Ga后对化合物的热性能有较大影响,其热导率和晶格热导率都有不同程度的降低.在所有n型Ba8Ga16-xSbxGe30化合物中,Ba8Ga14Sb2Ge30化合物的ZT值最大,在950 K左右其最大ZT值达1.1.     

Ⅰ-型硅基笼合物Ba8Ga16ZnxSi30-x的合成及电传输特性

用固相反应法结合熔融法合成Zn掺杂单相n型Ba8Ga16ZnxSi30-x化合物,探索Zn在Si位的取代对其结构及电传输特性的影响规律.研究结果表明:x=1时化合物的平均键角畸变△θ最大为4.4°;当取代分数x=0,2,4时,对应样品的电导率明显高于x=1,3时对应样品的电导率,在室温附近,Ba8Ga16Zn2Si28化合物表现出较高的电导率,约为3.0×105 S/m,当x=1时,对应化合物的电导率在测试温度范围内最低;当取代分数x=0,2,4时对应样品的Seebeck系数明显高于x=1,3时对应样品的Seebeck系数,且随着填充分数的增加,Seebeck系数分别逐渐降低;Ba8Ga16Zn2Si28化合物在测试温度范围内表现出较好的电性能,在1000K处具有最大的功率因子1.03×10-3 W/(m·K2).     

I-型硅基笼合物Ba8Ga16ZnxSi30-x的合成及电传输特性

用固相反应法结合熔融法合成Zn掺杂单相n型Ba8Ga16ZnxSi30-x化合物，探索Zn在Si位的取代对其结构及电传输特性的影响规律. 研究结果表明：x=1时化合物的平均键角畸变Δθ最大为4.4. ；当取代分数x＝0, 2, 4时，对应样品的电导率明显高于x＝1, 3时对应样品的电导率，在室温附近，Ba8Ga16Zn2Si28化合物表现出较高的电导率，约为3.0e5S/m，当x=1时，对应化合物的电导率在测试温度范围内最低；当取代分数x＝0, 2, 4时对应样品的Seebeck系数明显高于x＝1, 3时对应样品的Seebeck系数，且随着填充分数的增加，Seebeck系数分别逐渐降低；Ba8Ga16Zn2Si28化合物在测试温度范围内表现出较好的电性能，在1000K处具有最大的功率因子1.03e-3W/ (m·K2) .     

Ⅰ-型硅基笼合物Ba8Ga16ZnxSi30-x的合成及电传输特性

用固相反应法结合熔融法合成Zn掺杂单相n型Ba8Ga16ZnxSi30-x化合物,探索Zn在Si位的取代对其结构及电传输特性的影响规律.研究结果表明:x=1时化合物的平均键角畸变△θ最大为4.4°;当取代分数x=0,2,4时,对应样品的电导率明显高于x=1,3时对应样品的电导率,在室温附近,Ba8Ga16Zn2Si28化合物表现出较高的电导率,约为3.0×105 S/m,当x=1时,对应化合物的电导率在测试温度范围内最低;当取代分数x=0,2,4时对应样品的Seebeck系数明显高于x=1,3时对应样品的Seebeck系数,且随着填充分数的增加,Seebeck系数分别逐渐降低;Ba8Ga16Zn2Si28化合物在测试温度范围内表现出较好的电性能,在1000K处具有最大的功率因子1.03×10-3 W/(m·K2).     

改善光谱特性的980nm 宽面刻槽FP腔半导体激光器

设计并制备了一种新型宽面刻槽结构的FP谐振腔半导体激光器。运用一种新型的半解析的设计方法,我们通过向常规的980nm宽面FP谐振腔中刻蚀少量的槽来引入有效折射率微扰,以期实现器件光谱特性的显著改善。低密度的刻槽结构通过常规光刻和干法刻蚀工艺来实现,实验结果发现：器件典型的半高谱宽小于0.4nm,同时在10℃-60 ℃的测试温度范围内,该器件的波长随温度漂移也由0.26 nm/℃ 降低为0.07 nm/℃。以上实验结果表明:宽面FP腔中的刻槽结构能够明显改善器件的光谱特性.     

多发光区大功率激光器的热特性分析

通过电学温敏参数法测得多发光区大功率激光器瞬态加热响应曲线,利用结构函数法给出了多发光区激光器热阻构成,分析了多发光区激光器热特性。通过串并联热阻网络模型刻画了单发光区、两发光区、四发光区激光器的热阻构成,给出了激光器芯片热阻与发光区个数之间的定量关系。实验结果表明,不同发光区激光器的芯片级热阻随着发光区数量的增加成比例减小,而封装级热阻不变,这对激光器热设计提供了重要的参考准则。     

半导体激光器不同封装下的封装应力

为研究正装和倒装封装下高功率半导体激光器有源区的应力问题,利用有限元软件ANSYS分析得到了两种封装方式下应力场分布图及有源区平行于x轴路径上的应力变化曲线。模拟结果表明,与正装封装相比,倒装封装下有源区应力变化剧烈,平均值高出正装一个数量级。并通过荧光光谱实验对比了封装前后激光器芯片的波长变化,根据半导体禁带宽度与应变关系算出两种封装下的应力大小,与模拟值相符。通过模拟和实验结果可见,芯片封装形式对芯片引入的应力有显著的差别,倒装封装下芯片有源区应力远高于正装封装。     

不同箔坝位置关系下浮动坝箔片端面气膜密封性能研究

提出一种具有浮动密封坝的箔片端面气膜密封(FSD-CFFGS),并以此为研究对象建立密封气弹耦合润滑理论模型,采用有限差分法求解可压缩气体的雷诺方程,分别在箔片端面高于、等于和低于密封坝平面三种关系下系统研究支撑箔柔度系数对膜压、形变及密封性能的影响规律,探究FSD-CFFGS的工作原理和密封机理.综合考虑自适应性、开启性和控漏性,确定FSD-CFFGS支撑箔柔度系数优选范围.结果表明：当箔片端面高于密封坝平面时,密封流体动压效应显著,开启性能较好;高度差Δh取1.5～2.5μm、箔片区支撑箔柔度系数α₁取0.05～0.15、浮动坝区支撑箔柔度系数α₂取10^-5～10^-3时,FSD-CFFGS具有一定自适应能力并能保证较好的开启性和控漏性.