熱電材料與工程
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
熱電材料與工程的視頻教程
ABAQUS-復合材料工程應用案例三-復合材料彈簧壓縮變形損傷失效模擬
本案例詳細講解了工程上常用的玻璃纖維增強樹脂基復合材料彈簧壓縮變形損傷失效模擬，重點講解了模型部件的建模處理方法，玻璃纖維樹脂基復合材料的本構參數(shù)設置、網(wǎng)格劃分技巧以及如何去調(diào)試模型的收斂性，在結果后處理中講解了模型的載荷、速度以及能量的轉(zhuǎn)化如何去分析，附件里提供模型源文件。
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ABAQUS-復合材料工程應用案例五-芳綸纖維增強樹脂基復合材料鉆削損傷失效模擬
本案例詳細講解了工程上常用的芳綸纖維增強樹脂基復合材料鉆削損傷失效模擬，重點講解了模型部件的建模處理方法，芳綸纖維樹脂基復合材料的材料本構參數(shù)設置、網(wǎng)格劃分技巧以及如何去調(diào)試模型的收斂性，在結果后處理中講解了模型的載荷、速度和加速度以及能量的轉(zhuǎn)化如何去分析，附件里提供模型源文件。
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ABAQUS-復合材料工程應用案例二-玻璃纖維復合材料泡沫夾層板彎曲變形損傷失效模擬
本案例詳細講解了工程上常用的玻璃纖維增強樹脂基復合材料泡沫夾層板彎曲變形損傷失效模擬，重點講解了模型部件的建模處理方法，玻璃纖維樹脂基復合材料表層的材料本構參數(shù)設置、泡沫材料的彈塑性可壓縮本構模型和板材的網(wǎng)格劃分技巧以及如何去調(diào)試模型的收斂性，在結果后處理中講解了模型的載荷、速度以及能量的轉(zhuǎn)化如何去分析，附件里提供模型源文件。
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熱電材料與工程的實例教程
【引言】
Bi-Te基材料在近室溫熱電領域中應用廣泛，其具有較低的帶隙。但在高溫下，其雙極效應顯著增加，進而降低塞貝克系數(shù)(S)并導致較小的ZT值。為了降低雙極效應，需要對塊體材料進行載流子調(diào)制，可通過摻雜或引入載流子濾波效應來實現(xiàn)。載流子濾波效應是指低能電荷載流子的選擇性濾波和增加主載流子的平均能量，使得載流子濃度相同的情況下塞貝克系數(shù)更高。盡管載流子濾波能在寬溫程內(nèi)有效增強塞貝克系數(shù)，但是在界面處選擇最優(yōu)材料以獲得理想的載流子濾波以及確保納米級(<50nm)過濾位點在本體內(nèi)的良好分散的制造工藝仍具有一定挑戰(zhàn)。此外，降低雙極效應的另一種方法是增加載流子濃度，可通過摻雜Cu或Pb來實現(xiàn)。
【成果簡介】
近日，韓國陶瓷工程與技術研究所Weon Ho Shin研究員和首爾市立大學Sang-il Kim教授(共同通訊作者)等采用熔融紡絲(MS)和放電等離子體燒結(SPS)工藝制備了Cu摻雜Bi-Te基材料，研究了其增強熱電性能，并在Acta Mater.上發(fā)表了題為“High Thermoelectric Performance of Melt-spun CuxBi0.5Sb1.5Te3 by Synergetic Effect of Carrier Tuning and Phonon Engineering”的研究論文。研究發(fā)現(xiàn)，改變摻雜量可以調(diào)節(jié)熱電性能的溫度依賴性，其中最大ZT溫度可以從室溫升至450K。2% Cu摻雜的Bi0.5Sb1.5Te3在400K時達到最高ZT值1.34，應歸因于功率因子的增強和晶格熱導率的降低。
展開 盡管CAS具有超低的晶格熱導率，但由于其相對較低的功率因數(shù)(S2σ)，其TE性能仍然低于其他高性能TE材料。功率因數(shù)依賴于材料結構。因此，通過引入納米級結構可優(yōu)化電傳輸性能，從而將簡單的制造過程結合到基底中，同時保持低導熱性，能夠進一步實現(xiàn)CAS可調(diào)的TE性能。雖然引入納米結構是提高材料熱電性能的有效方法之一，但其在CAS四面體中尚未得到應用。
【成果簡介】
近日，清華大學李敬鋒教授(通訊作者)等采用機械合金化(MA)和放電等離子燒結(SPS)相結合的簡便方法合成了Nb2O5納米顆粒分散的Cu11.5Ni0.5Sb4S13-δ復合材料，并在Nano Energy上發(fā)表了題為“Enhanced performance of thermoelectric nanocomposites based onCu12Sb4S13 tetrahedrite”的研究論文。通過重復的MA和SPS工藝得到的細粒納米結構提高了整個溫度范圍內(nèi)的電導率和功率因數(shù)。由于強烈的低中頻聲子散射，均勻分布的Nb2O5納米顆粒和納米孔將晶格熱導率有效降低至0.6 W·m-1·K-1。少量的Nb2O5添加(0.3 vol %)使得723K時ZT值高達1.2，與基底樣品相比增加~50%。上述納米復合材料還具有高平均ZT值、熱電轉(zhuǎn)換效率和斷裂韌性。
【圖文簡介】
圖1 CNAS-0.3NPs復合材料與其他熱電材料的性能比較
CNAS-0.3NPs復合材料與其他熱電材料的性能比較。
展開 近期，中國科學院上海光學精密機械研究所與山東大學、常州大學及上海大學等單位的熱電材料研究小組合作，在合成超低熱導率的新材料方面取得新進展。研究人員利用陰陽離子協(xié)同剪裁，將籠式化合物與銻化物的結構基元進行組合，打破傳統(tǒng)籠式化合物的固有結構與比例，獲得具有“電子晶體-聲子玻璃”特性的新型類籠式化合物Ba23M10Ge10Sb25δ(M = Ga, In)。這一新體系的發(fā)現(xiàn)為新型熱電材料的定向設計提供重要依據(jù)?！ ?熱電材料性能評價指標為熱電優(yōu)值ZT，ZT由Seebeck系數(shù)、電導率和熱導率決定。但是三個參數(shù)之間相互耦合，難以實現(xiàn)獨立調(diào)控。而本征熱導率低的材料具有明顯的優(yōu)勢，給性能優(yōu)化提供了先天條件，成為熱電材料研究的熱點。該課題組通過將籠合物與銻化物結合，利用籠狀框架中的“振子”Ba2+產(chǎn)生低頻振動，銻原子產(chǎn)生非簡諧振動，有效降低晶格熱導率。獲得的新化合物Ba23Ga10Ge10Sb25具有類似玻璃的導熱特性，在323K下的晶格熱導率為0.2W﹒m-1﹒K-1，僅為經(jīng)典籠式化合物Ba8Ga16Ge30的1/4?！ ?基于此類材料晶格熱導率低的優(yōu)勢，通過調(diào)控載流子濃度，有望獲得有實際應用價值的高溫發(fā)電材料。該研究成果已被Chemistry of Materials[DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b01441]在線發(fā)表。該研究獲得國家自然科學基金(No.11535010)、中科院創(chuàng)新交叉團隊等的資助。
展開 來源 | Energy Conversion and Management
原文 | https://doi.org/10.1016/j.enconman.2023.117017
01
背景介紹
熱電器件(TEDs)因其能直接將熱轉(zhuǎn)化為電，以及易于調(diào)節(jié)的主動冷卻能力而引起了人們的極大興趣。近年來，可穿戴電子技術的快速發(fā)展擴大了TEDs的可能應用范圍。一個方向是為小型可穿戴設備的不間斷供電收集身體熱量，因此TEDs可以作為可穿戴綠色電源。另一個方向是對人體進行降溫，使皮膚保持舒適狀態(tài)。相對于傳統(tǒng)的集中空調(diào)系統(tǒng)，只需少量的人員就會消耗幾千瓦的功率，個性化熱管理的TEDs對于不同的個體來說，在功耗和舒適度調(diào)節(jié)方面更加高效。在此背景下，設備的靈活性和對人體皮膚的順應性具有重要意義。通常，有不同的策略來獲得TEDs的靈活性。一種是利用內(nèi)在柔性熱電(TE)材料來制造f- TEDs。雖然它們具有優(yōu)越的內(nèi)在柔韌性，但由于柔性TE材料的熱電性能較低，使得它們無法通過收集人體熱量來驅(qū)動可穿戴設備。另一種方法是通過蛇形金屬線、銀納米線或液態(tài)金屬等柔性電極連接高熱電性能材料和TE材料，然后用柔性彈性體封裝。雖然這些工作已經(jīng)實現(xiàn)了相當大的可以驅(qū)動可穿戴設備的身體熱發(fā)電，但大多數(shù)還沒有實現(xiàn)對人體等任意幾何形狀的有效主動冷卻。因此，開發(fā)一種能夠同時實現(xiàn)高性能的身體熱發(fā)電和主動冷卻的可穿戴TED對于個人熱管理具有重要意義。
02
成果掠影
柔性熱電器件(f- TEDs)可實現(xiàn)熱與電的直接能量轉(zhuǎn)換，在可穿戴柔性材料和個人熱管理方面具有廣闊的應用前景。
展開 來源 | Small
01
背景介紹
自19世紀塞貝克、珀爾蒂埃和湯姆森效應發(fā)現(xiàn)以來，熱電材料因其在建設節(jié)能世界方面的巨大價值而引起了科學家和工程師的興趣。TE材料可以通過溫度產(chǎn)生電能梯度，反之亦然。雖然全球三分之二的能源消耗被浪費為熱量，但通過收集廢熱，TE設備(TEDs)可以成為提高能源效率的潛在解決方案。TEDs不需要活動部件或?qū)Νh(huán)境有害的工作流體，這可以提供可擴展且環(huán)保的發(fā)電和冷卻解決方案。對這一領域日益增長的興趣和研究投資使ted在空間和其他偏遠地區(qū)的發(fā)電，汽車和工業(yè)廢熱回收以及固態(tài)溫度控制器(如汽車氣候控制，小型便攜式冷卻器，微電子熱管理等)中的廣泛應用成為可能，旨在取代基于蒸汽壓縮的機械冰箱。TED需要將n型和p型半導體材料電串聯(lián)、熱并聯(lián)連接。根據(jù)應用的不同，TED可以分為兩種主要類型——發(fā)電(TEG)設備和冷卻(TEC)設備。
02
成果掠影
近日，美國諾特丹大學Yanliang Zhang綜述了熱電材料和器件的新進展。熱電材料可以將廢熱轉(zhuǎn)化為電能或充當固態(tài)珀耳帖冷卻器，正在成為解決全球能源短缺和環(huán)境可持續(xù)性的關鍵技術。然而，發(fā)現(xiàn)具有高熱電轉(zhuǎn)換效率的材料是一個復雜而緩慢的過程。高通量材料發(fā)現(xiàn)這一新興領域顯示出其加速開發(fā)高效率和低成本新型熱電材料的潛力。高通量材料加工和表征技術與機器學習算法的協(xié)同集成可以形成一個有效的閉環(huán)過程，以生成和分析廣泛的數(shù)據(jù)集，以發(fā)現(xiàn)具有前所未有性能的新型熱電材料。同時，先進制造方法的最新發(fā)展為實現(xiàn)可擴展、低成本和節(jié)能的熱電器件制造提供了令人興奮的機會。本文綜述了利用高通量方法發(fā)現(xiàn)熱電材料的最新進展，包括加工、表征和篩選。
展開 
熱電材料與工程的相關專題、標簽、搜索
熱電材料與工程的最新內(nèi)容
材料卡片是仿真分析的"基因"，決定了有限元計算結果的精度上限。
在碰撞仿真、NVH分析、產(chǎn)品可靠性評估等場景中，材料參數(shù)設置的準確性直接影響仿真的可信度。然而，實驗室提供的原始材料曲線與仿真軟件所需的有效應力應變曲線之間，存在一道需要跨越的轉(zhuǎn)化鴻溝。本文基于實戰(zhàn)經(jīng)驗，系統(tǒng)梳理從材料曲線獲取到仿真材料卡片生成的完整流程，供從事CAE工作的工程師參考。
會議簡介
2026年第九屆機械工程與應用復合材料國際會議(MEACM 2026)將于2026年8月21日-23日在伊斯坦布爾，土耳其召開。本次會議將匯聚全球權威的機械工程和復合材料領域的專家學者，旨在解決工程實踐中的復雜問題并展示最新科研成果。
MEACM自2017年以來，已先后在香港、哈爾濱、北京、三亞等多個國家地區(qū)舉行，并在過去8年中取得了成功，成為了真正的國際性的活動。會議通過投稿參與報告
會議簡介
2026年第九屆機械工程與應用復合材料國際會議(MEACM 2026)將于2026年8月21日-23日在伊斯坦布爾，土耳其召開。本次會議將匯聚全球權威的機械工程和復合材料領域的專家學者，旨在解決工程實踐中的復雜問題并展示最新科研成果。
MEACM自2017年以來，已先后在香港、哈爾濱、北京、三亞等多個國家地區(qū)舉行，并在過去8年中取得了成功
會議信息
【會議日期】2026年3月27-29日
【會議地點】中國上海
【會議網(wǎng)址】https://www.icgee.com/
【會議支持】仁荷大學、上海交通大學、中山大學、薩萊諾大學、中南大學
【截稿日期】2026年3月20日
【會議日期】2026年3月27-29日
征稿主題（包括但不限于）：
土工合成材料的應用和可持續(xù)性
土木與結構工程
工程化的復合材料疲勞仿真方法6個月前
材料也會累？
什么是材料的疲勞？
所謂材料的疲勞，指的是在長期服役情況下，材料持續(xù)經(jīng)受循環(huán)載荷，以致性能下降甚至失效破壞的情況。
工業(yè)界經(jīng)常講疲勞壽命，就是說結構疲勞工況的使用壽命。我們在設計汽車、飛機、艦船時，疲勞壽命的設計非常重要的一環(huán)，也是安全設計的必要內(nèi)容。通常來說，這種重大裝備的設計壽命也就20年左右。愛惜點使用，少經(jīng)歷一些大風大浪，可以茍到30年，和原始人類的壽命差不多。自然造物也不過如此了
參考：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU2NDgzNjQxMw==&mid=2247498347&idx=2&sn=d5aefe7b8637347b9bf907f2cafb3ff2&chksm=fc465b39cb31d22f0f7088986f0d1d504542a8ee2cb5a667f774a70a9cb01a77178148a3042b&scene
來源 | Small
01
背景介紹
自19世紀塞貝克、珀爾蒂埃和湯姆森效應發(fā)現(xiàn)以來，熱電材料因其在建設節(jié)能世界方面的巨大價值而引起了科學家和工程師的興趣。TE材料可以通過溫度產(chǎn)生電能梯度，反之亦然。雖然全球三分之二的能源消耗被浪費為熱量，但通過收集廢熱，TE設備(TEDs)可以成為提高能源效率的潛在解決方案。TEDs
來源 | Materials Today
01
背景介紹
熱電( TE )技術作為一種綠色的工程解決方案，在小規(guī)模制冷和余熱回收方面越來越受到關注。在實際應用中，固態(tài)冷卻是其主導應用，由于具有高可靠性和緊湊性、無噪音運行、精確控溫等優(yōu)點，已經(jīng)具有成熟的商用市場。除了邊界或界面，孔隙率是另一種有效的策略，有望干擾聲子輸運以提高
組織工程為癌癥研究提供了創(chuàng)新工具?；诜肿釉O計的生物材料的3D癌癥模型旨在利用腫瘤組織的維度以及生物力學和生化特性。然而，迄今為止，盡管細胞外基質(zhì)在癌癥中起著關鍵作用，但只有少數(shù)3D癌癥模型建立在基于生物材料的基質(zhì)上。避免這一關鍵設計特征的主要原因是難以重現(xiàn)腫瘤微環(huán)境的固有復雜性以及實用分析和驗證技術的可用性有限。在超分子化學、材料科學和腫瘤生物學界面上出現(xiàn)的最新進展正在產(chǎn)生新的方法來克服這些界限
來源 | Energy Conversion and Management
原文 | https://doi.org/10.1016/j.enconman.2023.117017
01
背景介紹
熱電器件(TEDs)因其能直接將熱轉(zhuǎn)化為電，以及易于調(diào)節(jié)的主動冷卻能力而引起了人們的極大興趣
