[發(fā)明專(zhuān)利]一種熱電材料懸浮方法及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010401500.1
• 申請(qǐng)日: 2020-05-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111554794A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林建平;喬冠軍;謝可
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廈門(mén)理工學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): H01L35/28
• 分類(lèi)號(hào): H01L35/28;H01L35/22;H01L35/18;H01L35/16
• 代理公司: 廈門(mén)智慧呈睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35222
• 代理人: 楊唯

本發(fā)明提供一種熱電材料懸浮方法及其應(yīng)用，涉及懸浮技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的懸浮方法包含以下步驟：在熱電材料上建立溫差，熱電材料噴射物質(zhì)，熱電材料懸浮。該懸浮方法利用熱電材料的澤貝克效應(yīng)，熱電材料的高溫面和低溫面帶上異種電荷，熱電材料的高溫面噴射出和高溫面同電性的帶電微粒，同性電荷相斥，使得熱電材料懸浮。同時(shí)，熱電材料的高溫面還能?chē)娚涑霾粠щ姷奈⒘＃a(chǎn)生反沖力以提供熱電材料懸浮的次要?jiǎng)恿Α１景l(fā)明的懸浮方法條件簡(jiǎn)單、環(huán)境友好，可應(yīng)用于飛行器推進(jìn)，所用的熱電材料來(lái)源廣，包括金屬和半導(dǎo)體，其噴射出的微粒還能用于鍍膜，應(yīng)用前景廣闊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及懸浮技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱電材料懸浮方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

懸浮技術(shù)可大致分為五類(lèi)：磁懸浮、靜電懸浮、光懸浮、聲懸浮和氣動(dòng)懸浮。

磁懸浮是利用磁力克服重力使物體懸浮的一種技術(shù)，適用于磁體和超導(dǎo)體材料。

靜電懸浮技術(shù)，其本質(zhì)是讓物體受到庫(kù)侖力的作用從而抵消重力實(shí)現(xiàn)懸浮。靜電懸浮需要結(jié)合電、光、熱等多種外部條件使物體始終帶靜電荷。

光懸浮利用的是光壓的作用，當(dāng)光照射到物體上時(shí)會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生一定的壓力，但此壓力極小，因此一般的感光并不足以使被照射物產(chǎn)生反應(yīng)。光懸浮力一般處于納牛頓數(shù)量級(jí)，基本只有在被懸浮物尺寸在微米級(jí)時(shí)才可能實(shí)現(xiàn)。

聲懸浮包含兩種方式，超聲近場(chǎng)懸浮和超聲駐波懸浮。超聲近場(chǎng)懸浮是一種懸浮距離非常近的懸浮技術(shù)，懸浮距離通常只有微米級(jí)，是由高強(qiáng)度的超聲波作用于平板物體從而使其懸浮起來(lái)的技術(shù)。而超聲駐波懸浮是通過(guò)超聲波發(fā)射端與反射端(或是另一個(gè)發(fā)射端)存在一定的距離(稱(chēng)諧振腔距離)，發(fā)射波與反射波(或另一個(gè)聲波)不斷疊加最終形成駐波，在駐波節(jié)點(diǎn)處物體受到的聲波力克服重力作用最終達(dá)到懸浮的效果。聲懸浮不可用于真空環(huán)境。

氣動(dòng)懸浮技術(shù)是指由于氣體的流動(dòng)性，物體上下表面的空氣存在壓力差，物體受到的非接觸作用力平衡了其自身的重力，實(shí)現(xiàn)了物體的懸浮。氣動(dòng)懸浮需要持續(xù)輸入高壓氣體，噪聲大，難以實(shí)現(xiàn)精確的定位控制。

以上懸浮技術(shù)均有各自的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種新的懸浮技術(shù)，其基于熱電材料的澤貝克效應(yīng)。先通過(guò)技術(shù)手段使熱電材料產(chǎn)生內(nèi)部溫差，由于澤貝克效應(yīng)感應(yīng)出溫差電動(dòng)勢(shì)，熱電材料高溫端和低溫端帶上異種電荷；高溫端揮發(fā)出帶電物質(zhì)，且其與高溫端帶同種電荷，互相排斥，形成物質(zhì)噴射，使得熱電材料懸浮。本發(fā)明采用的方案如下。

本發(fā)明提供一種熱電材料懸浮方法，包含以下步驟：在熱電材料上建立溫差，熱電材料噴射物質(zhì)，熱電材料懸浮。

優(yōu)選地，所述熱電材料包括半導(dǎo)體材料或合金。

優(yōu)選地，所述熱電材料選自Zn₄Sb₃、Bi₂Te₃、In₄Se₃、SiGe、PbTe、Cu₂Se和SnSe中的一種或幾種。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明所保護(hù)的熱電材料不限于上述幾種物質(zhì)，任意的熱電材料，使用本發(fā)明的技術(shù)方案而發(fā)生懸浮的方法均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，所述在熱電材料上建立溫差是指讓熱電材料上下表面產(chǎn)生溫度差異，包括：

讓熱電材料一面降溫；

或者對(duì)熱電材料一面加熱升溫；

或者同時(shí)對(duì)熱電材料一面降溫，一面加熱升溫。

優(yōu)選地，所述讓熱電材料一面降溫，降溫方法采用接觸式散熱或者非接觸式散熱；所述接觸式散熱包括液冷、風(fēng)冷、熱管散熱；所述非接觸式散熱包括紅外輻射冷卻。