1. 研究目的与意义（文献综述）

人类活动离不开能源，随着人类活动特别是近代以来全球工业的不断发展，传统不可再生能源日益消耗，面临枯竭的危险。同时，由传统能源带来的环境问题日益严峻，能源问题和环境问题已经成为21世纪主要的社会问题，因此，开发新能源迫在眉睫，也是现实所需。新能源的开发离不开能源材料的发展，而热电材料作为环境友好型的能源转换材料具有很好的研究价值。热电材料具有三个效应，即seebeck效应，pettier效应，thomson效应，利用这三种效应制作的温差发电器，将工业余热，垃圾焚烧热等转化为电能；制作的热电制冷器尺度小，质量轻，无噪音，无污染。这些对可持续发展及环境保护有着重要的意义。

热电材料的性能以无量纲热电优值zt来表征，zt值越大表明材料的热电性能越好（zt=α²σt/k），热电材料的性能主要与seebeck系数α，热电材料的电导率σ及热电材料的热导率k有关，且这几个参数相互关联共同决定热电材料的性能，改变一个系数导致其他两个系数发生改变，因此zt值的优化是研究热电材料的重要研究方向。随着科技的不断发展和人们对热电研究的逐渐重视，热电材料的研究有了很大的突破。在对热电材料的研究上主要有两大研究方向，一是开发新型块体热电材料，二是研究低维热电材料。近几年来，大量研究将块体热电材料与低维热电材料相结合，开辟微纳复合材料这一热点研究的新方向。微纳复合材料将低维或纳米材料填充进块体热电材料的孔隙中，解决低维或纳米材料成本高，技术复杂的缺点，同时提高块体热电材料的性能。

具有skutterudite晶体结构的方钴矿热电材料是中温区高效热电材料，在热电应用方面有很大的应用前景。方钴矿热电材料基本化学式为ab₃(a为金属元素，如ir，co，rh，fe等；b是v族元素，如as，sb，p等)，cosb₃便是最具代表性的skutterudite化合物。cosb₃为立方晶格结构，空间群im-3（204），一个晶胞含有8个cosb₃，共32个原子，原子占位为co:（0.25, 0.25, 0.25）； sb:（0 ,0.3348, 0.1570）。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

锑化钴（cosb3）热电材料是一类具有潜在应用价值的新型中温热电材料。本论文围绕锑化钴热电材料的本征力学行为展开研究。理想单晶锑化钴有三个独立的弹性常数（c11,c12,c44），不是各向同性的，因此应力作用在不同方向上引起的力学响应会有所不同。为了研究方向性对单晶锑化钴热电材料力学行为的影响，本课题将在简单应力状态下，选取不同的作用方向分别进行拉伸，比较不同情况下获得的应力—应变曲线，进而了解不同应力作用方向的影响，获得最弱承载方向及本征强度，并且通过原子结构演化分析揭示理想单晶锑化钴的本征破坏机理。

技术方案及措施：

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，基本确立研究思路，完成开题报告。

第4-5周：建立沿不同方向拉伸的单晶块体cosb3的原子模型。

第6-8周：建立单晶块体cosb3力学性能模拟的分子动力学模拟方法。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 杨绪秋.cosb3热电材料的分子动力学模拟研究[d].武汉：武汉理工大学，2012.

[2] 杨绪秋.锑化钴热电材料热力学性能的分子动力学研究[m].武汉：武汉理工大学出版社，2017.

[3] tahir mohiuddin bhat,dinesh c. gupta.analyisi ofmechanical,thermodynamic,and thermoelectric properties of ferromagnetic srfe₄as₁₂ skutterudite[j].journal of solid state chemistry,2018:274-278.