英語翻譯：

【電】 pyroelectric material; thermoelectric material

分詞翻譯：

熱電的英語翻譯：

【化】 pyroelectricity
【醫】 pyroelectricity; thermo-electricity

材料的英語翻譯：

data; datum; ******s; material; stuff
【醫】 data; datum; material; stock
【經】 material; materials; spoilage

專業解析

熱電材料（Thermoelectric Materials）指能夠實現熱能與電能直接相互轉換的功能材料，其核心原理基于塞貝克效應（Seebeck effect，溫差生電）和帕爾貼效應（Peltier effect，電流緻冷）。這類材料在溫差發電、固态制冷、廢熱回收等領域具有重要應用價值。

一、核心物理機制

1. 塞貝克效應

   當材料兩端存在溫差（ΔT）時，内部載流子（電子或空穴）會從熱端向冷端擴散，從而産生電勢差（電壓），實現熱能向電能的轉換。轉換效率由材料的熱電優值（ZT值）決定，計算公式為：

   $$ZT = frac{S sigma T}{kappa}$$

   其中 ( S ) 為塞貝克系數，( sigma ) 為電導率，( kappa ) 為熱導率，( T ) 為絕對溫度。

2. 帕爾貼效應

   電流通過兩種不同材料的接觸點時，會在一側吸熱、另一側放熱，實現電能驅動的固态制冷，是傳統壓縮制冷的替代技術。

二、材料分類與特性

1. 傳統合金材料

   如铋銻碲（Bi₂Te₃）、鉛碲（PbTe）等，工作溫度範圍在室溫至500°C，廣泛應用于便攜式制冷器件。

2. 中高溫材料

   矽鍺合金（SiGe）適用于航天器放射性同位素熱電發電機（RTG），工作溫度可達1000°C；方钴礦（Skutterudites）和半赫斯勒合金（Half-Heusler）是中溫區（400–800°C）廢熱回收的候選材料。

3. 新型材料體系

   包括拓撲絕緣體、納米晶複合材料等，通過量子限域效應和聲子散射降低熱導率，提升ZT值。

三、典型應用場景

• 溫差發電：汽車尾氣廢熱回收（可提升燃油效率3–5%）、工業鍋爐餘熱利用、深空探測器同位素電源（如旅行者號RTG）。
• 固态制冷：激光器溫控、醫療冷鍊運輸、微型電子器件散熱。
• 自供電傳感器：利用環境溫差為物聯網（IoT）節點提供電能。

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權威參考來源：

1. 中國材料研究學會《功能材料導論》
2. 美國能源部《熱電技術白皮書》
3. 《Nature Reviews Materials》熱電材料綜述
4. 國際熱電學會（ITS）技術報告
5. ISO 19453:2018《汽車熱電發電機測試标準》

網絡擴展解釋

熱電材料是一種能夠直接實現熱能與電能相互轉換的功能材料，其核心機理基于塞貝克效應（溫差發電）和珀爾帖效應（電緻制冷）。以下是綜合權威資料的詳細解釋：

一、基本定義與原理

熱電材料通過載流子（電子或空穴）與聲子的相互作用，在溫差條件下産生電勢差（塞貝克效應），或通過電流輸入實現熱量的定向傳輸（珀爾帖效應）。這種特性使其無需機械部件即可完成能量轉換。

二、分類體系

1. 按工作溫度

   • 低溫材料（<300℃）：以铋銻合金（Bi₂Te₃）為主，用于便攜式制冷設備。
   • 中溫材料（300-700℃）：如碲化鉛（PbTe），適用于工業廢熱回收。
   • 高溫材料（>700℃）：矽鍺合金（SiGe），用于深空探測器核電池。

2. 按材料組成

   • 金屬合金（如Bi₂Te₃基材料）
   • 半導體化合物（如PbTe、CoSb₃）
   • 陶瓷及有機熱電材料（新興柔性應用領域）

三、核心應用領域

• 發電場景：回收汽車尾氣/工業廢熱（中溫材料）、深空探測器同位素電源（高溫材料）。
• 制冷場景：微型芯片散熱、便攜式冰箱（低溫材料）。
• 智能溫控：可穿戴設備、建築節能系統。

四、發展意義

在能源危機背景下，熱電材料提供了零排放的能量轉換方案，尤其適合分布式能源場景。其器件具有無運動部件、可靠性高、壽命長等優勢，被認為是未來智慧能源網絡的關鍵組件。

（注：以上内容整合自多篇權威文獻，如需完整技術細節可查閱原始研究資料。）

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