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水泥基材料离子热电效应与机制

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当前水泥基材料热电效应主要通过掺入大量功能填料来增强.但掺量过高的功能填料提高了水泥基复合材料的成本,劣化了其力学性能,阻碍其大范围的应用.本研究发现,由于孔隙溶液中存在大量自由移动的离子,不掺任何功能填料的水泥净浆表现出显著的离子热电效应.本研究通过对比水泥净浆干燥前后的热电压,研究了水泥基材料的离子热电效应,并通过离子浸出与饱和碱溶液实验对水泥净浆的离子热电效应机制进行了探究.结果 表明,由于孔隙溶液中OH-的热扩散,干燥前水泥净浆表现出显著的n-type离子热电效应.离子浸出过程中OH-浓度的降低导致水泥净浆的离子热电特性由n-type转变为p-type.饱和碱溶液后,在OH-浓度较大时,阳离子种类亦会对离子热电特性产生显著影响.此外,未添加功能性填料的水泥净浆的Seebeck系数可达1.133 mV·℃-1,功率因数(PF)可达0.042μW·m-1·℃-2,高于文献中一些功能性填料掺量达5％的水泥基复合材料,具有显著的热电转换效率.
Ionic thermoelectric effect and mechanism of cement-based materials

崔一纬、王亚琼、魏亚

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清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室,北京100084

长安大学公路学院,西安710064

离子热电效应 水泥基材料 离子浓度 Seebeck系数 离子浸出

国家重点研发计划

2018YFB1600200

2022

10.13801/j.cnki.fhclxb.20210311.001

复合材料学报
北京航空航天大学 中国复合材料学会

复合材料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.933
ISSN：1000-3851
年,卷(期)：2022.39(1)
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