2。6 聚苯胺/导电炭黑复合材料的热电性能测试 16

3 结果讨论与分析 18

3。1 体密度与产率 18

3。2 SEM与TEM 19

3。3 拉曼光谱 21

3。4  X射线光电子谱 22

3。5 热电性能 22

3。5。1 电导率 22

3。5。2 变温测试 24

3。5。3 机械研磨混合法的性能测试 24

4 结论 26

5 致谢 27

6 参考文献 28

1 文献综述

1。1 热电材料

热电材料作为功能材料的一种，能够实现热能和电能两者互相转化，其中物理学中的塞贝克效应(Seebeck)和帕尔贴效应作为它的理论支撑[1-2]。热电发电和热电制冷器件就是利用热电材料对热能和电能相互转化从而制备的。热电发电和制冷器件具有无噪声、无污染、无运动部件、和使用寿命长等优点, 因此目前已在航空航天、军事装备、医疗等领域获得了广泛的关注和应用[3]。不可再生资源比如石油和天然气等在使用与消耗的同时，也带来了环境的严重污染，因此开发高性能的热电材料尤为重要。

为了更好的衡量热电材料的性能，而引入无量纲热电优值ZT，其可表示为： 论文网

公式中S是Seebeck系数，σ是电导率，T是绝对温度，κ是热导系数。S、σ、κ这三个参数能够直接决定材料热电性能的好坏[4]。性能优异的热电材料应具有高的σ、高的S和低的κ，但是它们之间是相互影响、相互制约的。所以ZT值的提高存在着极大的难度，进而限制了热电材料的大面积应用。

在现有的热电材料之中，无机半导体占绝大多数，可以说是当前热电材料的核心，为了提高热电材料的ZT值，科学家们对无机半导体材料进行了广泛的研究，研究发现Bi-Te、Sb-Te、Sn-Se及其合金体系具有优异的热电性能[5]，但是上述无机热电材料也存在一些缺陷，如：原料成本高、加工工艺较复杂，重金属污染等因素，这都在一定程度上限制了其大规模的应用[6]。

导电高分子材料是目前国际范围上一个极具研究价值的领域，随着对导电高分子材料比如聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔等研究的深入，发现导电高分子制备工艺相对简单[7]，经过不同形式的掺杂之后，具有较高的电导率，并且电导率可在较宽的范围内变化。表1是几种常见的导电高分子的电导率。与Bi-Te基合金热电材料相比，聚苯胺的电导率会随着掺杂元素的改变而改变，并且其热导率较低、成本低廉、合成工艺简单、化学及环境稳定性好等，是一种潜在的热电材料。目前已受到国内外学者的广泛关注。

表1 导电高分子电导率[8]

名称 缩写 室温电导率（s/cm） 发现年代

聚苯胺

聚吡咯 PANI

PPY 10-10-102

10-8-102 1985

1978

聚乙炔 PA 10-10-105 1977

聚噻吩 PTH