电热材料和热电材料的研究现状与发展
国外snte基热电材料研究现状
国外snte基热电材料研究现状热电材料是一种具有特殊性质的材料，可以将热能转化为电能或者将电能转化为热能。
热电材料的研究旨在开发高效的能量转换技术，以解决能源转换和节能减排的问题。
在国外，尤其是美国、欧洲和日本等发达国家，热电材料研究得到了广泛关注和重视。
下面将介绍国外热电材料研究的现状。
首先，国外的热电材料研究主要集中在工程应用和基础科学研究两个方面。
在工程应用方面，国外科学家致力于开发和改进热电材料的制备和加工技术，以提高材料的性能和可靠性。
例如，美国的热电材料的研究重点是提高材料的热电效率和减少材料的成本，他们采用了多种方法来改善材料的导电性和热电性能，如改变材料的晶体结构、掺杂材料、纳米加工等。
同时，他们还关注热电材料在能源转换和储存中的应用，如热电发电、热恢复、热泵等。
在基础科学研究方面，国外的热电材料研究专注于理解热电效应的机理和材料的结构与性能之间的关系。
他们通过理论模拟、实验测试和材料表征等方法，深入研究热电材料的微观结构、晶格热传导、载流子输运等关键问题。
例如，德国的热电材料研究主要集中在新型材料的发现和探索，他们通过高通量计算和高通量实验等手段，筛选和设计出具有优异热电性能的材料。
同时，他们还研究热电材料的界面特性和界面调控方法，以提高材料的热电性能和稳定性。
此外，国外的热电材料研究还涉及到多学科的交叉合作。
热电材料的研究需要借助物理学、材料科学、化学、工程学等多个学科的知识和技术，以解决新材料的合成与制备、性能表征与优化等难题。
国外的研究团队常常由不同学科的科学家和工程师组成，共同攻克热电材料领域的科学难题。
总之，国外的热电材料研究现状表明，热电材料领域取得了显著的进展和突破，不仅在工程应用方面有很多新的发现和应用，还在基础科学研究方面取得了深入的理解和掌握。
国外的研究主要集中在新型材料的开发和探索、热电效应的机理研究以及材料制备和加工技术改进等方面。
在未来，随着能源需求的增加和环境问题的日益严重，热电材料的研究将继续受到重视，并取得更大的突破。
2024年热电材料市场分析现状
2024年热电材料市场分析现状引言热电材料是一种能够将热能转化为电能的材料。
随着人们对可再生能源和节能环保的需求增加，热电技术作为一种高效能量转换方式被广泛研究和应用。
本文旨在分析当前热电材料市场的现状，包括市场规模、主要应用领域和市场竞争情况。
市场规模目前，全球热电材料市场规模呈现快速增长的趋势。
据市场研究机构的数据显示，热电材料市场规模从2015年的X亿美元增长到2019年的X亿美元，复合年增长率达到X％。
预计到2025年，全球热电材料市场规模将达到X亿美元。
主要应用领域热电材料主要应用于以下领域：1.温差发电：热电材料通过利用两个温度之间的热差，将热能转化为电能。
这一技术被广泛应用于汽车排放热能回收、工业余热回收以及可再生能源发电等领域。
2.电子产品：热电材料可以用于移动电源和无线充电设备，为电子产品提供便携式和可持续的能源。
3.航空航天：热电材料被广泛应用于航空航天领域，如热电发动机、太阳能航天器和航天装备等。
4.医疗领域：热电材料可以用于医疗设备和植入式医疗器械，如体温监测、生命支持设备和人工耳蜗等。
5.其他领域：热电材料还可应用于建筑、农业、环境监测等领域，为可持续发展提供支持。
市场竞争情况目前，全球热电材料市场竞争激烈，主要厂商包括国内外的热电材料制造商、研发机构和科技巨头。
主要竞争策略包括技术创新、产品质量和市场渠道拓展。
1.技术创新：热电材料市场在技术创新方面持续追求突破。
研发机构和科技巨头投入大量资源用于开发新型热电材料，提高能量转换效率和稳定性。
同时，研究人员还致力于降低生产成本，提高材料的可持续性。
2.产品质量：市场竞争导致厂商不断提高产品质量。
热电材料制造商通过优化生产工艺，改进材料特性和稳定性，提供高性能和可靠的产品。
同时，质量控制和认证也成为市场竞争的重要方面。
3.市场渠道拓展：厂商积极开拓市场，并建立稳定的销售渠道。
通过与合作伙伴合作，扩大销售网络，提升产品知名度和市场份额。
热电材料的研究进展论文
热电材料的研究进展论文热电材料的研究进展张燃郭睿曹达友摘要:随着能源危机和环境污染的日益严重～热电材料引起了人民越来越多的重视。
本文叙述了热电材料的优点～介绍了几种热电材料的研究概况。
关键词:热电材料,研究进展,热电效应1. 前言由于在能量转化和固态制冷方面具有潜在的应用前景～热电材料在过去的十年间被广泛地研究[1—6]。
热电材料是一种通过其热电效应实现热能和电能之间相互转换的功能材料。
利用热电效应的热电转换装置已成功应用于许多领域～而这种成功应用只有建立在具有良好热电性能材料的基础上。
热电材料的热电转换2效率通常用无量纲热电优值ZT来表征～其定义式为:ZT=ST/ρλ=PFT/λ～式中S 是热电势～也叫Seebeck系数～T是绝对温度～ρ是电阻率～λ是热导率～PF为功率因子。
从式中可以看出～材料要有高的热电转换效率～这种材料应该具有高的ZT值～也就是要具有高的热电势～低的电阻率和低的热导率。
在理论上～ZT值并没有上限。
但是对于同一种材料而言～S、ρ和λ这三个参数并不是互相独立的而是相互关联制约的～它们均是载流子浓度的函数～这也就是说一般情况下它们不能同时被改善。
2. 热电材料研究概况随着能源危机和环境污染的日益严重～热电材料引起了人民越来越多的重视。
近半个世纪以来～人们对热电材料进行了广泛深入的探讨～开发出很多种类的热电材料。
现在比较成熟的热电材料有BiTe～PbTe～SiGe等体系。
近十几23年来～人们又不断发现一些新的材料体系。
2.1 BiTe基热电材料 23BiTe及其固溶体是研究最早也是最成熟的热电材料～目前大多数电制冷元23件都是采用这类材料。
BiTe的Seebeck系数大而热导率较低～其室温热电优值23Z,1～曾经被公认为是最好的温热电材料[7,8]。
自60年代至今～ZT=1一直被人们看作热电材料的性能极限～保持了40年之久。
直到最近几年～几种新型热电材料出现之后～这一极限才被突破。
新型热电材料的研究和应用
新型热电材料的研究和应用热电效应是指在一定温度梯度下，导电材料会产生电势差。
这种效应被称为“热电效应”或“Seebeck效应”。
对于逆转效应，应用电场可以引导到热流。
这类热电材料可以将废热转换成电能，本文将讨论新型热电材料的研究和应用。
一、新型热电材料的研究1.氧化物热电材料包括具有钙钛矿结构的多种氧化物，如LaAlO3, Ca3Co4O9等。
在这类材料中，离子与电子的能量势阱的耦合效果使得这些材料在高温下表现出极高的热电性能，其ZT值（材料热电性能综合指标）已超过1.5。
2.半导体热电材料对于N型和P型半导体材料，热电效应与载流子（电子或空穴）的性质有关。
在半导体材料中添加适当掺杂物将产生明显的热电效应，且在常温下仍可以产生有效的热电效应。
3.有机热电材料尽管有机材料的热电性能低于无机材料，但由于其生产成本低，制备工艺简单，适用于制作大规模、柔性的热电材料。
例如，通过化学修饰和选择合适的基底材料制备柔性材料。
4.复合材料复合热电材料具有明显的协同效应，同时实现高热电性能和良好的力学性能。
基于工程塑料和高导电掺杂物的复合材料，有望实现热电材料的大规模生产。
二、新型热电材料的应用1. 特种锂电池热电材料可以制成发电机或者热电堆，将废热转换为电能，应用在汽车、飞机等交通工具产生的废热回收。
例如，品牌机械领先企业德国Bosch公司正在推进热电材料的应用。
2. 非接触式传感器热电效应可以被用于制备非接触式传感器，例如能够检测人体温度、环境温度、设备运转状态、电子器件功率参数等。
此外，还可以将热电材料和压电材料相结合制备压力、体积、形状等方向敏感的传感器。
3. 温差发电热电效应可以直接转换热量为电能。
在温差变化的环境中，热电材料可以收集废电源的能量。
此外，还可以由低性能的动力设备（蒸汽机、发电机）制备温差发电器。
4. 新型热电材料模块的理论设计新型热电材料在理论上可以利用化学元素计算机辅助设计模块能够自主设计、高通量的制备和测试新体系的材料性质。
材料科学中的热电材料研究
材料科学中的热电材料研究随着能源需求的不断增加，如何有效的收集和利用能量成为了人们关注的重点。
其中，热电材料作为一种可以将热能转化成电能的材料，在节能减排和新能源开发等方面具有广泛的应用前景。
本文将就热电材料的基本概念、应用领域、研究进展及未来展望做一些探讨。
一、热电材料的基本概念热电效应是指物质在温差作用下产生电动势的现象。
当材料内部存在温差时，其电子和空穴分别向高温和低温方向迁移，由于热扰动的作用，这种迁移过程是带有方向性的，从而在物质两端出现电势差，形成热电效应。
热电效应的大小可以用热电系数表示，热电系数的大小与材料的导电性、能带结构等相关。
因此，选择合适的材料是热电器件性能优化的重要因素之一。
二、热电材料的应用领域热电材料具有广泛的应用前景，在能源、环境等领域均有重要的应用。
其中，最为广泛的应用是在热电发电方面。
热电发电的原理是利用温差来产生电能，将热能转换为电能。
具有良好的热电性能的材料可以应用到热电发电器件上，将浪费的热能转化成有效的电能，有效提高能源的利用效率。
此外，热电材料还可以用于制冷。
当通过热电材料的一端通入电流时，另一端变热，而经过梦通入电流的一端降温，另一端则冷却，从而产生制冷效果，这种制冷技术被称为热电制冷。
热电制冷与传统的压缩式制冷相比，具有体积小、重量轻、无振动、无噪音等优点，尤其适用于微小化的制冷设备。
此外，热电材料还可以用于温度传感器、红外线探测器、电热器等领域，有着广阔的应用前景。
三、热电材料研究进展热电材料的性能主要受材料的热电系数、电阻率及热导率等因素的影响。
当前，研究人员主要从以下几个方向进行热电材料的研究：材料的结构设计、掺杂改性、纳米材料及复合材料等方面。
（一）材料的结构设计在材料的结构设计方面，主要是针对一些复杂的材料体系进行结构优化，以得到优良的热电性能。
例如，通过调控材料晶格结构，研究人员提高了钙钛矿结构材料的热电性能；通过超晶格结构的设计，实现了钙钛矿的热电性能的大幅度提高；另外，基于材料的缺陷和界面效应也成为热电材料结构设计中的重要研究方向。
热电材料的研究现状及展望
热电材料的研究现状及展望热电材料的研究现状及展望热电材料是一类具有特殊性质的材料，可以将热能转化为电能，或者将电能转化为热能。
这种材料不仅在能源领域有着广泛的应用，也在环境保护和电子器件等领域起着重要作用。
热电材料的研究与发展一直是科学家们的重要任务之一。
本文将对热电材料的研究现状及其未来的展望进行探讨。
1. 热电材料的定义与原理介绍1.1 什么是热电材料热电材料是指能够实现热电效应的材料，即通过热梯度产生电压差或通过电压差产生热梯度的材料。
热电效应是指材料在温度差异作用下出现的电与热之间的相互转化现象。
1.2 热电效应的原理热电效应源于材料内部的电荷载流子在温度差异作用下发生迁移。
具体来说，在温度梯度作用下，电荷载流子会从高温区域向低温区域迁移，产生电势差；而在电场作用下，电荷载流子会发生迁移，产生热流。
这样，热电材料就可以实现热能到电能或电能到热能的转化。
2. 热电材料的研究现状目前，热电材料的研究主要集中在以下几个方面：2.1 热电材料的性能优化热电材料的性能优化是热电材料研究的重要方向之一。
研究人员通过合理设计材料结构、调节组分比例以及改变材料微观结构等手段，不断提高热电材料的热电性能，包括提高热电转化效率和热电耦合系数等。
2.2 可持续能源利用随着全球对能源的需求不断增长，人们对可持续能源的需求也越来越迫切。
热电材料作为一种可实现热能与电能转换的材料，具有广阔的应用前景。
研究人员正在探索利用热电材料来转化废热、太阳能、生物热等可再生能源为电能的方法，以实现能源的有效利用。
2.3 热电材料的多功能应用热电材料不仅可以用于能源领域，还可以在其他领域发挥重要作用。
在环境保护领域，热电材料可以用于制备具有抗菌、防污染等特性的材料；在电子器件领域，热电材料可以用于制备高效的热电能量转换器件等。
3. 热电材料研究的展望针对热电材料的研究，未来有以下几个发展方向：3.1 纳米材料的应用纳米材料具有较大的比表面积和较短的电子或热子传输路径，因此很适合用来制备高性能的热电材料。
热电材料的设计和性能研究
热电材料的设计和性能研究热电材料，是指具有热电效应的材料，它们能将热能转换为电能或将电能转换为热能。
研究热电材料的性质和应用，是材料科学领域中的热点之一。
热电材料的设计和性能研究，涉及到材料的结构、晶体结构、电学性质、热学性质等多个方面。
一、热电材料的应用热电材料的应用，在能源转换、传感器、制冷和热电发电等领域中有着广泛的应用。
在能源转换方面，热电材料可以用于直接转换废弃热能为电能，从而提高能源的利用效率。
在制冷方面，热电材料可以制成固态制冷器，不像传统的制冷设备需要使用氟利昂等危险的化学物质。
在传感器方面，热电材料的应用可以提高传感器的响应速度和准确度。
在热电发电方面，热电材料可以应用于地热、太阳能、化学反应等多个能量来源，将其转化为电能供应给人们的生活。
二、热电材料的设计思路热电材料设计的关键是提高热电性能。
热电性能由热电功率因数和电阻率决定。
热电功率因数越高，说明该材料转换热能为电能的功效越好；电阻率越低，说明该材料的电流输送能力越强。
因此，提高热电性能的设计思路，主要涉及到如下几个方面：1、设计新型的材料结构通过对热电材料结构的优化设计，可以提高热电性能。
例如，研究表面纳米结构化的材料，可以提高热电功率因数的值。
2、材料的组成设计通过对材料的组成设计，可以改变材料的电学性质和热学性质。
例如，通过添加掺杂元素，可以调节材料的电荷载流子浓度，从而提高电子和空穴的浓度均衡度；又例如，通过添加合适的杂质，可以减少热电材料的热导率，从而提高热电性能。
3、利用纳米材料的优势纳米材料具有较大的比表面积、短电子传输距离和失活载流子的数量偏少等特点，这对于传热和传电来说具有很大的优势。
通过纳米材料的设计，可以提高材料的热电力学性质和机械性能。
三、热电材料的性能研究热电材料性能研究的主要内容，包括热电功率因数、电阻率和热导率的测量和计算。
其中热电功率因数和电阻率是反映材料热电性能的两个最主要的物理量。
1、热电功率因数的测量热电功率因数是衡量材料直接转化热能为电能效果的一个物理量。
纳米热电材料的研究现状及展望
纳米热电材料的研究现状及展望
随着能源需求的不断增加，利用可再生能源成为减缓环境污染和气候
变化的必然选择。
纳米热电材料是一类可以将废热能转化为电能的重要材料，能够为可再生能源的开发和利用提供技术支持。
本文将介绍纳米热电
材料的研究现状和展望。
当前纳米热电材料的研究主要集中在以下几个方面：一是纳米材料的
制备与表征，包括纳米结构对热电性能的影响、纳米材料的组成与形貌对
性能的影响等。
二是热电转换机理的研究，包括热电效应、热输运性能、
载流子输运性能等。
三是纳米热电材料的应用研究，包括微型冷却器、柔
性电子学、热电发电等方面。
现有研究结果表明，纳米热电材料可通过限制晶界散射、调节载流子
输运和增加热电耦合效应等方式来提高热电性能。
但目前的纳米热电材料
仍存在一些问题和挑战。
例如，纳米热电材料的制备方法需要继续优化，
热电转换机理尚未完全理解，传统的热电材料与纳米热电材料的性能比较
仍需要更多的实验验证等等。
展望未来，研究人员需要在探索纳米热电材料的基本性质和性能基础上，从制备方法、性能评估、应用探索等多个方面展开研究工作，并深入
研究纳米结构与性能之间的关系，以推动纳米热电材料的发展和应用。
未
来纳米热电材料有望应用于能源回收、仿生传感器和同步热电材料等领域，取得更广泛的应用前景。
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专业：金属材料工程学号：1040602209姓名：郝小虎电热材料和热电材料的研究现状与发展一热电材料的研究现状与发展１传统热电材料的研究现状从实用的角度来看，只有那些无量纲优值接近１的材料才被视为热电材料。
目前已被广泛应用的主要有３种：适用于普冷温区制冷的ＢｉｚＴｅａ类材料，适用于中温区温差发电的ＰｂＴｅ类材料，适用于高温区温差发电的ＳｉＧｅ合金。
1.1Ｂｉ－Ｔｅ系列ＢｉＺＴｅａ化学稳定性较好，是目前ＺＴ值最高的半导体热电体材料。
一般而言，Ｐｂ，Ｃｄ，Ｓｎ等杂质的掺杂可形成Ｐ型材料，而过剩的Ｔｅ或掺人Ｉ，Ｂｒ，Ａｌ，Ｓｅ，Ｌｉ等元素以及卤化物掩Ｉ，ＣｕＩ，ＣｕＢｒ，ＢｉＩ３，ＳｂＩ３则使材料成为ｎ型。
在室温下，Ｐ型ＢｉｚＴｅａ晶体的Ｓｅｅｂｅｃｋ系数。
最大值约为２６０ｐＶ／Ｋ，ｎ型ＢｉｔＴｅａ晶体的ａ值随电导率的增加而降低，并达到极小值－２７０ｔ，Ｖ／Ｋ１６１，Ｂｉ２Ｔｅ。
材料具有多能谷结构，通常情况下，其能带形状随温度变化很小，但当载流子浓度很高时，等能面的形状将随载流子的浓度而发生变化。
室温下它的禁带宽度为0.13ｅＶ，并随温度的升高而减少。
1.2Ｐ１ｒＴｅ系列ＰｂＴｅ的化学键属于金属键类型，具有ＮａＣｌ型晶体结构，属面心立方点阵，其熔点较高（１０９５Ｋ），禁带宽度较大（约０．３ｅＶ），是化学稳定性较好的大分子量化合物。
通常被用作３００－９００Ｋ范围内的温差发电材料，其Ｓｅｅｂｅｃｋ系数的最大值处于６００－８００Ｋ范围内。
ＰｂＴｅ材料的热电优值的极大值随掺杂浓度的增高向高温区偏移。
ＰｂＴｅ的固溶体合金，如ＰｂＴｅ和ＰｂＳｅ形成的固溶体合金使热电性能有很大提高，这可能是由于合金中的晶格存在短程无序，增加了短波声子的散射，使晶格热导率明显下降，故使其低温区的优值增加。
但在高温区，其ＺＴ值没有得到很好的提高，这是由于形成ＰｂＴｅ－ＰｂＳｅ合金后，材料的禁带明显变窄，导致少数载流子的影响增加，结果没能引起高温区ＺＴ值的提高［７１。
1.3Ｓｉ－Ｇｅ系列ＳｉＧｅ合金的ａ值在Ｓｉｏ．ｉｓＧｅｏ．ａｓ达到极大值，其原因是在该组分处合金系统中的状态密度和有效质量达到极大值。
但实际常用Ｓｉ含量高的合金来得到较高的优值，Ｓｉ含量高有以下好处：降低了晶格热导率；增加了掺杂原子的固溶度；使ＳｉＧｅ合金有较大的禁带宽度和较高的熔点，适合于高温下工作；比重小，抗氧化性好，适应于空间应用；同时降低了造价。
ＳｉＧｅ合金是目前较为成熟的一种高温热电材料，适用于制造由放射线同位素供热的温差发电器，并已得到实际应用，１９７７年旅行者号太空探测器首次采用ＳｉＧｅ合金作为温差发电材料，在此后美国ＮＡＳＡ的空间计划中，ＳｉＧｅ差不多完全取代ＰｂＴｅ材料。
2新型热电材料的研究进展随着当今新材料合成技术的发展，以及用Ｘ射线衍射技术和计算机来研究化合物能带结构参数等新技术的出现，使得目前热电材料的研究日新月异，除了对传统热电材料的进一步研究外，各种新材料层出不穷。
2.1电子晶体一声子玻璃（ＰＧＥＣ）热电材料所谓电子晶体一声子玻璃，是指使材料导电性能方面像典型的晶体，有较高的电导率，热传导方面如同玻璃，有很小的热导率。
按照这一指导思想，ＳｌａｃｋＧＡ等［９１提出应设计一种化合物半导体，在这种化合物中，一个原子或分子以弱束缚状态存在于由原子构成的笼状超大型空隙中，这种原子或分子在空隙中能产生一种局域化程度很大的非简谐振动，被称为振颤子，这种振颤子同样有降低材料热导率的作用。
在某一特定温度区间内材料热导率降低的程度受振颤子浓度、质量百分比及其振颤频率等参数的直接影响，调节这些参数可以调节材料的热导率［［ｌｏ］由于这种振颤仅降低热导率的声子导热部分，而对材料的电子输运状况影响较小，所以使得这类材料有一个很高的ＺＴ值。
最为典型的电子晶体一声子玻璃材料是Ｓｋｕｔｔｅｒｕｄｉｔｅ（方钻矿）材料，如ＣｏＡＳ３是典型的Ｓｋｕｔｔｅｒｕｄｉｔｅ晶体结构。
１９９６年Ｃａｉｌｌａｔ等［ｕ」测量了重掺杂ＣｏＳｂ３的热导率，１００℃时其晶格热导率约为４４ｍＷ＂ｃｍ－＇・Ｋ－１，甚至能降低到３２ｍＷ・ｃｍ－ｌ・Ｋ－］０这项研究就是利用载流子一声子散射机制，有效地散射了声子，显著降低了材料的晶格热导率。
2.2纳米超晶格热电材料超晶格是一种新型结构的半导体化合物，是由两种极薄的不同材料的半导体单晶薄膜周期性地交替生长而成的多层异质结构，每层薄膜一般含几个以至几十个原子层，由于这种特殊结构，半导体超晶格中的电子（或空穴）能量将出现新的量子化现象，以致产生许多新的物理性质。
纳米超晶格热电材料区别于块体热电材料的两个重要特性是存在许多界面和结构的周期性。
这些特性有助于增加费米能级附近的状态密度，导致Ｓｅｅ－ｂｅｃｋ系数增大，有助于增加声子散射，同时又并不显著地增加表面的电子散射，由此在降低材料热导率的同时并不降低电导率。
当满足量子限制条件时，在载流子浓度不变的情况下，可显著增大载流子的迁移率，从而方便地调节掺杂［１３，１４］。
但是，纳米超晶格热电材料的热电机理至今并不是很清晰，有待我们进一步探索。
2.3功能梯度热电材料在大温差范围内，只有沿温度梯度方向选用具有不同最佳工作温度的热电材料，使之各自工作于具有最大ＺＴ值的温度附近，才能有效地提高其温差发电效率。
按照这种设想制成的材料称为功能梯度式材料（ＦＧＭ）。
由于制备成分连续递变的材料较为困难，目前多采用不同材质沿温度梯度方向叠层放置，或采用相同材质但各段材料中载流子浓度递变的设计方法［１５７ＹｕｃｈｅｎｋｏＶＢ等［［１６］］对温差为２００℃时的叠层ＩｒＳｂ３基材料的结构进行了计算，发现当层数为２时，转换效率比单层材料提高１２％，当层数为３时，提高１５０ｏｏＡｎａｔｙｃｈｕｋＬＩ及ＳｎｏｗｄｅｎＤＰ等［［１７〕也发现随着冷热端温差的增大（或层数增多）热电转换效率（砂随之提高的现象。
对于选定材料的ｌｒｎ热电单体，随着界面温度的升高，刀从由２５０℃时的６．７％上升到１６．９％。
关于梯度结构的另一个概念是沿温度梯度方向微观结构的递变。
ＫａｊｉｋａｗａＴ等［［１ａ〕采用区域移动烧结制备装置曾获得具有这种结构的材料，通过沿样品长度方向切取片段材料进行测试分析表明，经良好烧结的材料内部形成各种超结构，沿长度方向组织实现连续变化，材料电导率和迁移率也实现连续递变。
二电热材料的研究现状与发展随着航空航天、电子电工、冶金化工、交通、汽车、军工等行业的飞速发展，对材料的热加工成形及热处理条件要求越来越严格。
因此，加热方式和新型加热材料的开发研究已经成为材料科学和能源开发领的研究热点。
目前，常用的加热方式主要以煤、石油、天然气、煤气和电作为能源，电加热因易于控制和调节且不污染环境，有利于提高产品质量等优点而得到了广泛的应用。
通常的电热转换方式主要有感应式、电阻式、微波、和电弧等加热方法，其中以电阻加热元件作为电热转换的电阻式加热方式最为简便和应用广泛[1]。
常见的电热材料包括金属电热材料和非金属电热材料两类。
非金属电热材料主要有碳化硅、硅化钼、氧化锆复合材料等。
具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化、电热转换效率高等优点，正在逐步取代金属电热材料。
1 电热体材料的研究现状电热材料是用于制造各种电阻加热设备中的发热元件。
普通的电热材料可分为金属电热材料和非金电热材料两类。
金属类电热材料主要包括贵金属（Pt）、高温熔点金属（W、Mo、Ta、Nb）及其合金、镍基合金和铁铝系合金（见表1）。
其中，应用最广泛的金属电热材料主要是镍铬合金和铁铝系合金。
非金属电热材料主要有碳化硅、铬酸镧、氧化锆、二硅化钼等。
其中，MoSi2 以其较高的熔点、极好的高温抗氧化性、优异的导电导热性和适中的密度而成为近年来研究的热点，被认为是目前最有前途的高温结构材料。
非金属电热材料的主要缺点是价格昂贵，使用条件苛刻，其中，难熔金属电热材料必须在真空或保护气氛中使用。
铁铬铝合金与镍铬合金相比，使用温度较高，电阻率较大，电阻温度系数也小些，且价格便宜，但高温强度较低，电阻温度系数也小些，且价格便宜，但高温强度低，使用过后冷态脆性较大[4]。
镍铬合金价格较高，一般情况下多使用铁铬铝合金。
金属类电热材料通常被加工成线材螺旋形或波形结构，通电时容易产生感抗效应造成能量损耗。
非金电热材料与金属电热材料相比具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化、电热转换效率高等优点，无论是高温领域还是中低温领域，非金属电热材料正逐步取代金属电热材料。
以下主要介绍几种最常用的非金属高温电热材料。
2 非金属电热材料非金属高温电热材料主要包括碳化硅、氧化锆、铬酸镧、二硅化钼等，具有熔点高，抗氧化性好等特点，得到了广泛的研究和应用。
2.1 碳化硅发热体SiC电热元件俗称硅碳棒，是以高纯度的绿色SiC为主要原料，经2 200℃高温再结晶制成的非金属发热体，最高使用温度为1 350℃，其电阻随使用温度和时间而变化。
它具有碳化硅制品的一系列物理化学特性，可显示出无机高温结构材料的一系列优越性能[6,7]。
普通SiC发热体的使用温度为1 400℃左右，采用高温均热烧结、表面喷涂陶瓷、添加特殊物质以及冷端在熔融硅中浸渍处理等技术而特制的碳化硅发热体的使用温度可提高1 600～1 650℃，在氩气气氛中甚至可高达1 800℃[8]。
正常连续使用寿命一般在2 000h以上，还具有直接使用商业电源的电阻性能[9]。
此外，有专利报道[10]，通过向碳化硅中加入粘合剂，所述粘合剂为纤维素类物质，粘合剂占碳化硅重量的0.8～1.2%，采用了连续高温烧成的工艺，获得了碳化硅发热部各项性能指标均达到碳化硅行业标准，电阻值偏差缩小，红热均匀度偏差缩小，烧成成品率提高，成产周期缩短，耗能大大降低的碳化硅电热元件。
SiC电热元件的主要优点是热辐射能力强，可精确控制温度；在工业应用上，通常加工成棒状、条状、板状和U形等，使用方法简单，可并联、串联、混联使用，可水平或竖直安装；性价比较高；是中高温工业电炉和实验电炉最常用的电热元件[11,12]。
被广泛的应用于陶瓷、玻璃、耐火材料等高温工业领域目前，国外的SiC电热元件的最高使用温度已达到1 650℃，在1 600℃时可长期使用。
我国的碳化硅电热元件在生产成品率和产品质量上与国外存在较大的差距。
主要存在问题是完善碳化硅电热元件的素烧工艺和烧成工艺，解决电阻离散性大和力学性能差等问题。
2.2 铬酸镧发热体铬酸镧(LaCrO3)是一种钙钛矿型(ABO3)复合氧化物,具有熔点高[13]( 2 490℃)，大气中最高使用温度可达1 900℃，炉温可达1 800 ℃，是一种新型的高温电炉用加热元件。
主要形状为哑铃型、螺纹型和等直径型，其中等直径型的使用最为广泛。
使用范围一般在1 500～1 800℃，用铬酸镧发热体的高温电炉可应用于单晶制备，精密陶瓷烧结，高温玻璃熔炼和高温热处理等领域。