3分钟热处理将普通软磁体转化为下一代热电转换材料
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2024-06-12 13:58:02
摘要 国立材料科学研究所和名古屋大学的研究小组证明，一种广泛用作变压器和电动机软磁材料的铁基非晶态合金，只需经过短暂的热处理，便可转变为...
国立材料科学研究所和名古屋大学的研究小组证明，一种广泛用作变压器和电动机软磁材料的铁基非晶态合金，只需经过短暂的热处理，便可转变为一种“横向”热电转换材料，可在正交方向上转换电流和热流。这是第一个突出微结构工程在横向热电转换材料开发中的重要性的例子，并为材料开发提供了新的设计指导方针，以实现利用磁性材料的环保发电和热管理技术。
与电流和热流以平行方向转换的纵向热电效应相比，磁性材料中横向热电效应的应用有望简化热电转换器件的结构。这种简化可提高器件的多功能性和耐用性，并降低成本。横向热电转换磁性材料的开发主要侧重于基于电子结构的新合金的探索，而没有对材料内部微观结构的研究。
该团队现已证明，在不改变材料平均成分的情况下，对铁基非晶态合金进行简单的三分钟热处理，可显著改善异常能斯特效应(横向热电效应之一)的性能。在最佳热处理温度下获得的异常能斯特系数显示出磁性非晶态合金中已知的最高值，并且发现这种改进受到合金内纳米级铜沉淀物的显著影响。这一结果表明，不仅材料的电子结构和成分，而且微观结构的设计和控制对于提高异常能斯特系数也很重要。
所开发的磁性材料易于量产和扩大规模，且具有灵活性。通过微结构控制进一步开发具有更高异常能斯特系数的磁性材料，该团队旨在将此技术应用于电子设备中的能量转换和热传感技术。
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