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可漂浮水面般轻量的蜂巢构造热电转换材料,1层可降低11%热传导率
2021年01月14日 发布 分类:技术前沿 点击量:367
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硅化镁(Mg2Si)是一项由资源丰富之元素所构成的热电转换材料,轻量且最适温度在300℃左右,具有适用产业废热的性能,但转换效率较差是待解决的课题。日本东北大学于日前发表了一项研究成果,与山形大学、北海道大学、名古屋工业大学共同开发出Mg2Si蜂巢多孔体的新合成法。

研究团队将镁(Mg)与涂布了二氧化硅膜(SiO2)的聚丁二烯(Polybutadiene)蜂巢膜封入不锈钢管中,并以725退火(Annealing),进行镁蒸气处理,进而成功地将二氧化硅被覆聚丁二烯转换成蜂巢形状Mg2Si。

硅化镁

SiO2镀膜聚丁二烯蜂巢膜Mg蒸汽退火形成Mg2Si蜂窝的示意图

经过化学分析可以得知退火温度在600~650℃时,二氧化硅被还原,大多是硅(Si)与非晶碳(Amorphous Carbon)形成;而在725℃时则是主要形成了Mg2Si。此外,进行形状观察后确认,不论退火温度的差异,都能维持与铸型(聚合物蜂巢膜)同样的多孔构造。

据悉,合成得到的Mg2Si蜂巢多孔体虽为无机材料,但具有可漂浮在水面的轻量性,且在维持导电性的同时,拥有6成以上气孔率的多孔构造,且确认1层蜂巢构造可以降低11%的热传导率。今后研究团队将推动新技术的实用化,期藉此开发出高效率且轻量的热电转换元件,促进实现低碳社会的愿景。

来源:材料世界网


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