第一章绪论
1.1研究背景
当今社会不断发展，人们对能源的需求越来越大，对能源的依赖也不断加重，但传统的煤、石油、大然气能源属于不可再生能源，其储存量有限，能源危机不可避免，而且传统能源的使用会严重破坏环境，如今环境一步步恶化，严重影响了人类社会的可持续发展。因此，人们把目光投向了新能源，世界上各国都投入大量资金来开发新能源。热电材料是一种可以将热能与电能直接转换的一种功能材料。其实人们在很早之前就发现了热电材料，只是到了21世纪，在碰到能源危机和出现环境问题时，人们又重新重视起热电材料。热电材料具有热电效应，热电材料的一端受热时，受热端的电子具有较高温度，受热电子会移到温度较低的一端，这样在移到过程中会产生电流，在材料两端就会电荷堆积，电荷的堆积会使得两端形成电势差。基于热电效应，我们可以制备热电制冷以及热电发电器件，与传统器件相比，热电器件具有众多优点：无污染，无噪声，体积小等。这些优点使得热电材料有着诱人的应用前景。热电材料不需要燃烧等来获取能量，只有存在温度差即可获得能量，如太阳能，潮汝能等，还可利用工业废热，汽车尾气废热等二次回收能量。热电材料的体积小，只需两种不同半导体热电材料，与简单电路集合就可以组成一个电能收集系统，市场上己经有便携式小型冰箱。温差发电一个代表性的应用是成功应用于作为空间探测器的动力装美国宇航局发射的旅行者号飞船能源系统采用的就是温差发电器件％到目前为止其使用还未出现过故障。另一个应用在制冷方面，热电冰箱己应用到家居卧室与高级宾馆中，他们的使用将减少由于传统冰箱释放的氟利昂对大气层造成的破坏。热电材料具有许多的优点和很好应用前景，但是目前存在一个问题是它的能量转换效率不高这个问题限制了热电材料的广泛实际应用。因此，眼下对于热电材料，其热电性能亟需提高，因此，目前各国科研工作者的一个研宄重点就是努力提高它的效率。
1.2热电材料研究历史
1823年，物理学家塞贝克在实验室发现了一个现象：他在两种不同的金属结合成的电路中，让两接点间有温度差，结果他在电路两端发现电路两端产生了电位差。后来称之为塞贝克效应，它是一种可以直接将热能直接转换为电能的转换效应，这中转换效应被发现后，人们对其充满了兴趣，开始了对其展开不断的研究。十几年后，拍耳帖就发现了另一种现象，他让当电流流过两种不同金属时，接头处的温度会发生变化，这种现象恰好和塞贝克效应相反，这种现象被称为拍耳帖效应。汤姆逊认真分析了塞贝克效应和拍耳帖效应这两种效应，他在物理方面让两种效应间对应起来，发现了它们之间的联系，最后建立了热电现象理论分析的基础。
1911年，德国科学家阿特克希提出了一个被众人接受的热电理论，他指出：一个好的热电材料需具备一个非常大塞贝克系数，一个大的塞贝克系数可以保证热电效应，同时又需要热电材料的热导率要较低，因为，如果热导率低的话可以使热量能保持在两端，使得它们一直有温度差，此外电阻值应该较小，这样会减少电阻产生的焦耳，从而提高能量的利用。
第二章比热容的实验测量及理论模型
2.1DSC基本原理
热流型差示扫描量热仪DSC比较样品和表样之间的热流差，然后观察其随时间或温度的变化。DSC的应用非常广泛，包括生活用品、工业用品、有机材料、无机材料等。利用DSC，可以研究材料的许多物理性质和很多的物理化学反应过程，物理性质材料的结晶度，纯度，材料的反应温度和热洽等，反应过程包括溶融与结晶过程、热固性树脂的固化过程等。还可以用于测定物质的比热、以及研究高分子共混物的相容性等。热流型差示扫描量热仪的基本原理示意如下：
2.2本章小结
本章中先介绍了热容的基本概念，然后引入量子理论的比热模型，由于量子理论模型须要确定每个谐振子的频谱，故需采取简化模型去近似。爱因斯坦近似在高温时符合实验值，但在低温时发生偏差，其主要原因是爱因斯组模型忽略了各原子振动之间频率的差别以及原子振动间的稱合作用，这种作用在低温时特别显著。德拜模型考虑了晶体中原子的相互作用，整个模型取得与实验比较相一致的结果。
最后讨论了实验的主要结果。首先我们对退火前后铁酸锁的比热测量结果进行了分析。铁酸德的比热随温度变化曲线显示，在低温时，其比热随温度增加较快，而在温度升高时，变化趋势变缓。而在德拜模型中，低温时，比热与温度间有着T3的关系，高温吋，比热将趋于一个固定值，实验结果与德拜模型理论相一致。实验结果还品示铁酸锁退火后，其比热减小，这结果也符合杜隆柏替定律。
第三章热传导实验和基本模型...........18
3.1材料热导........18
3.1.1热传.........19
3.1.2热扩散率.......19
3.1.3热导率.......20
第四章X射线吸收精细结构谱............28
4.1同步辐射..........28
4.2发展历史..........29
4.3同步辐射的特性及应用......29
第五章总结和展望.......39
第四章射线吸收精细结构谱
4.1同步辐射
同步辖射是一种性能优越的光源，是一种利用相对论性电子在磁场中偏转时产生辖射的光源。己经广泛应用于研究材料的形态、结构等，而且还实现了产业的应用，为社会经济发展起到了推动作用。
第五章总结和展望
本论文对热电材料钛酸锶热传导过程进行研究和分析，目的是想降低钛酸锶的热导率，以达到提高热电效率。通过退火的方法，让钛酸锶晶体中产生缺陷，缺陷的存在会对材料的比热和热扩散过程都产生影响，进而达到影响钛酸锶的热导。通过测量结果与相关理论模型结合，更深入的了解了晶体热传导过程的物理机制。
研究的主要内容和成果如下：
（1）钛酸锶的比热测量结果显示，在低温时，比热变化较快，而在高温时，比热基本不变，趋于一常数，与德拜模型下关于比热的理论相一致。
（2）钛酸锶退火后的比热减小了，根据杜隆柏替定律，晶格热容与原子个数成正比，由于氧空位的存在，减少了材料的原子个数，因而晶格热容会随着氧缺陷产生而减小。
（3）钛酸锶的热导率在退火后大幅降低，这是由于退火后产生的氧缺陷对声子传热过程进行散射，有效的降低了声子的平均自由程，从而减小钛酸锶的热导。
（4）不同退火温度下钛酸锶热导率不一样，Callaway模型拟合结果显示，退火温度越高的样品的热导受到更强的缺陷散射，表明退火温度越高时晶体内会产生更多的氧缺陷。
研究工作展望：
整个研究工作还有较多地方需要进一步完善，为了提高热电材料钛酸锶的效率，还应对材料的电导和塞贝克系数进行进一步的研宄。在晶体中进行掺杂也是降低热导率的有效方法。这也是值得探索的提高热电性能的方法。可以对掺杂与退火进行对比，更深入了解热传导的物理机制。氧化物热电材料种类较多，有着巨大的潜力，广泛的前景，本文中仅对SrTiO3进行了研究。对于其它潜在着优异的氧化物热电材料，可以进一步的探索，更好的提高热电材料的效率。
参考文献（略）