选区激光熔化快速成形高性能三维SiGe合金热电材料文献综述

 2024-06-26 11:06
摘要

热电材料能够实现热能和电能之间的直接转换,在废热回收、温差发电、固态制冷等领域具有广阔的应用前景。

SiGe合金作为一种重要的中高温热电材料,近年来受到广泛关注。

选区激光熔化(SelectiveLaserMelting,SLM)作为一种新兴的增材制造技术,为制备高性能、复杂结构的SiGe合金热电材料提供了新的可能性。

本文首先介绍了热电材料、SiGe合金热电材料和选区激光熔化技术的基本概念;其次,综述了SiGe合金热电材料的制备方法、组织结构、热电性能以及性能优化等方面的研究进展,并重点介绍了SLM技术在制备SiGe合金热电材料方面的应用现状;最后,对SLM技术制备高性能三维SiGe合金热电材料的发展趋势进行了展望。


关键词:热电材料;SiGe合金;选区激光熔化;三维结构;性能优化

1.引言

随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严峻,开发和利用清洁能源成为可持续发展的重要途径。

热电材料能够直接将热能和电能相互转换,在废热回收、温差发电、固态制冷等方面具有巨大的应用潜力[1]。

热电转换效率主要取决于材料的无量纲热电优值ZT值,其表达式为:ZT=(S^2σT)/κ,其中S为塞贝克系数,σ为电导率,κ为热导率,T为绝对温度。


SiGe合金作为一种重要的中高温热电材料,具有原料丰富、无毒、机械性能优良、高温稳定性好等优点,在航空航天、汽车尾气余热回收等领域具有广阔的应用前景[2-5]。

然而,传统SiGe合金热电材料的制备方法存在工艺复杂、成本高、难以制备复杂结构等问题,限制了其大规模应用。

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