碳纖維增強水泥基復(fù)合材料熱電性能研究(1)

1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文碳纖維增強水泥基復(fù)合材料熱電性能研究?專業(yè)：材料物理與化學(xué)碩士生：郝磊指導(dǎo)教師：魏劍副教授摘要碳纖維增強水泥基復(fù)合材料(CarbonFiberReinfcedCementComposites，簡稱CFRC）是一種新型智能結(jié)構(gòu)材料，其在城市與工業(yè)熱能轉(zhuǎn)換收集、重要建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測傳感器和道路低能耗熱融除雪領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。目前CFRC的Seebeck系數(shù)值較小，熱電性能還不夠高，這成為制約其應(yīng)用的主要因素。本文

2、通過對CFRC研究發(fā)展現(xiàn)狀的分析，針對如何提高Seebeck系數(shù)，提出采用金屬氧化物添加、金屬氧化物基體界面、碳纖維基體界面調(diào)整，復(fù)合有序Cu纖維等方法，研究CFRCSeebeck系數(shù)的優(yōu)化途徑，揭示CFRCSeebeck效應(yīng)的強化機理。(1)研究金屬氧化物基體含量對CFRCSeebeck系數(shù)的影響。Fe2O3及Bi2O3含量分別為0.5wt%、1.0wt%、2.5wt%、5.0wt%、7.5wt%、10.0wt%、12.5wt%和15

3、.0wt%。結(jié)果表明：氧化物含量在0.55.0wt%范圍內(nèi)，隨著氧化物含量增加，所測量的CFRC的熱電勢曲線隨溫度升高而增大，Seebeck系數(shù)值較原始試樣提高45倍，當(dāng)Bi2O3的添加含量為5.0wt%時，CFRCSeebeck系數(shù)絕對值最大達到100.28μV℃。當(dāng)添加含量在7.5wt%15.0wt%范圍時，熱電勢曲線表現(xiàn)為先增大，后趨于平穩(wěn)。(2)研究金屬氧化物基體界面密度（通過氧化物粒度表征）和空氣基體界面密度（通過水灰比表征）

4、對CFRCSeebeck系數(shù)和電導(dǎo)率的影響。選取Fe2O3粒徑（50200nm）、（200500nm）、（110μm），F(xiàn)e3O4粒徑（50150nm）、（150250nm）、（250500nm）進行配比。結(jié)果表明：Fe2O3粒徑在50200nm和200500nm范圍內(nèi)，隨著粒徑增大，電導(dǎo)率增大，Seebeck系數(shù)減小，功率因數(shù)曲線幾乎不變；Fe3O4粒徑在50150nm、150250nm，250500nm范圍內(nèi)，隨著粒徑增大，CFRC