导　　师： 陈东丹;何相平

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 热电器件可以实现热能和电能直接相互转换，不仅可以在废热回收发电和固态制冷等领域发挥作用，还可以在智能可穿戴设备上提供清洁能源并兼具温度监测传感等功能，满足现代社会节能和信息技术高速发展的需求。传统的热电器件大多使用无机硫系块体材料，虽然热电性能较好，但是脆性较大、机械加工性差，无法满足智能可穿戴设备对柔韧性的要求。而有机热电材料则柔韧性好，但是热电性能相比于无机热电材料差距较大。本论文的目标是研制一种兼具高热电性能和高柔韧性的热电材料，主要研究内容如下：　　(1)选用具有高Seebeck系数、低热导率的Ge20Te77Se3碲基热电玻璃为纤芯，通过热拉性能匹配，优选聚偏二氟乙烯聚合物为包层，采用管棒法拉制出聚偏二氟乙烯聚合物包层-Ge20Te77Se3碲基玻璃纤芯复合柔性热电纤维，并通过改进拉丝工艺解决纤芯表面的氧化问题，避免热电性能劣化，其Seebeck系数为400μV/K，电导率为0.1S/m。　　(2)研究Cu掺杂Ge20Te77Se3碲基玻璃，探讨了析晶调控制度和Cu掺杂量对柔性纤维热电性能的影响。Cu掺杂量为1%、3%、5%时，其Seebeck系数分别为300μV/K、200μV/K、100μV/K，电导率分别为1.3S/m、3.6S/m、7.23S/m，与未掺杂Cu的复合纤维相比，虽然Seebeck系数下降了25%，但电导率提高了一个数量级，综合提高了功率因子PF。　　(3)采用本论文研制的柔性热电纤维，搭建温度监测的热电器件。其测温范围为-20-150℃，灵敏度为0.1℃。同时，其机械性能和生物相容性测试结果表明，该热电纤维柔韧性好，且可与人体皮肤接触，适用于智能穿戴应用。

关 键 词： 柔性热电纤维 碲基玻璃 聚偏二氟乙烯聚合物 铜掺杂 制备工艺

领　　域： [一般工业技术—材料科学与工程]