Effect of grain boundary & interface modification on thermoelectric properties at high temperature
Tane sınırı ve arayüz modifikasyonun yüksek sıcaklık termoelektrik özelliklerine etkisi
- Tez No: 479973
- Danışmanlar: PROF. DR. SERVET TURAN, PROF. DR. JOACHIM MAIER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Kimya, Seramik Mühendisliği, Energy, Chemistry, Ceramic Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Anadolu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 169
Özet
Günümüzde, termoelektrik (TE) enerji üretimi teknolojisi, doğal ısı kaynaklarından enerji eldesi için en umut verici yöntemlerden biri olarak kabul edilir. Termoelektrik (TE) olay kısaca, ısı enerjisinin doğrudan elektrik enerjisine dönüşmesi (termoelektrik jeneratör), ya da tersi olarak, elektrik enerjisinin sıcaklık farkına neden olması (termoelektrik soğutucu) olarak ifade edilebilir. Bir TE cihazın verimliliği,“figure of merit”olarak bilinen boyutsuz ZT parametresine bağlıdır. Yüzeylerin ve arayüzlerin iletim özellikleri üzerindeki rolünü daha iyi anlamak için önerilen yeni yaklaşımlar, yeni ve geliştirilmiş özelliklere sahip malzemeler dizayn etmek icin yeni yollar açarlar. Ayrıca, malzemelerin temel özelliklerinin anlaşılması gereksinimi, bu yüksek performanslı malzemelerden ürünler ve cihazlar geliştirmek amacıyla pahalı olmayan üretim yöntemleri geliştirmek kadar önemlidir. Tane sınırları ve arayüzler boyunca elektriksel iletkenliğin bir kaç kat geliştirilebileceği ve engellenebileceği bilinmektedir. Bu nedenle mikroyapısal dizayn, özellile tane sınırları ve arayüzlerin dizaynı istenilen özelliklerin iyileştirilmesi için önemli olmaktadır. Bu bakış açısıyla bu tez kapsamında oksinitrür (SiAlON), karbür (SiC) ve oksit esasli malzemelerin (SrTiO3, La2CuO4, LaNiO3) mikro, nano ve atomik ölçüde arayüzlerin dizaynının transport özelliklerine etkisi incelenmistir. Mikro seviyede ZT parametresini arttırmak icin alternatif bir yöntem önerilmiş ve klasik kompozit yöntemlerine göre 140 kat daha fazla ZT parametresi elde edilmiştir. Nano seviyede SrTiO3 malzemesine La dekorasyonu, tane boyutu etkisi ve sinterleme atmosferinin thermoelektrik özellikler üzerindeki etkisi incelenmiştir. Atomik seviyede ise tabaka kalınlığı ve oksijen içeriğinin La2CuO4-LaNiO3 cok katmanlı yapıların termoelektrik özelliklerine etkisi araştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Thermoelectric (TE) power generation is considered to be one most promising emerging clean energy technologies for harvesting electricity from heat without producing any direct emission of greenhouse gases. The conversion efficiency of a TE material is quantified by a dimensionless quantity called figure of merit, ZT = α2Tσ/κ. A large ZT value corresponds to a TE material with high conversion efficiency, meaning that the TE material is characterized by high Seebeck coefficient (α), high electrical conductivity (σ) and low thermal conductivity (κ). Owing to the tight interrelation between these three physical properties only very few materials currently satisfy these conditions. New approaches suggested for further understanding the role of surfaces and interfaces on transport properties open new ways to design materials with enhanced properties and new functionalities. Additionally, the need for fundamental understanding of material properties is as equally important as the ability to develop scalable and inexpensive manufacturing process. It is known that the electrical transport and thermoelectric properties along grain boundaries and interfaces can be improved or depressed, even by several orders of magnitudes. Therefore, microstructural design particularly of interfaces can be crucial for improving the thermoelectric functionality. From this point of view, in this thesis electric transport properties, Seebeck coefficient and thermal conductivity of oxynitride (SiAlON), carbide (SiC) and oxide (SrTiO3, La2CuO4, LaNiO3) based materials have been investigated by modifying interfaces at the micro, nano and atomic scale. It is found that segregated network approach can improve ZT unusually, La decoration tailored the electrical conductivity whilst multilayer approach is useful for tuning transport properties.
Benzer Tezler
- AlTi5B1 master alaşımının alüminyum basınçlı döküm yönteminde tane inceltici olarak kullanımının incelenmesi
Investigation of AlTi5B1 master alloy use as grain refiner on aluminium high pressure die casting process
CEYHUN YAPICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- Ostenitik paslanmaz çelikte Nb ve Mo elementinin kaynak bölgesindeki etkisi
The Effect on Nb and Mo on the stainless steel
MEHMET ALKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN TEKİN
- Isı enerjisi depolamada kullanılan faz değişim malzemeleri Al-Mg ve Al-Si-Mg alaşımlarının mikroyapı, ısıl iletkenlik ve katı sıvı arayüzey enerjilerinin incelenmesi
Investigation of microstructure, thermal conductivity and solid-liquid interface energies of phase change materials with Al-Mg and Al-Si-Mg alloys used in thermal energy storage
OSMAN KAHVECİ
Doktora
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET GÜNDÜZ
- İkili soy metal-manyetik metal ince filmlerin özdirenç değişimlerinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
MEHMET GÖZ
Doktora
Türkçe
1997
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASLAN EROĞLU