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温差电材料研究的新动向 被引量:10
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作者 张建中 王凤跃 伍绍中 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期64-67,共4页
近10a来,由于环境保护和军事应用的需要,温差电材料的研究重新引起人们的重视。目前,室温附近最好的块状温差电材料BiTe的无量纲优值ZT大约等于1。为了成功地与其它换能系统竞争,必须使无量纲优值ZT提高到1.5~3。其途径为三:其一,研究... 近10a来,由于环境保护和军事应用的需要,温差电材料的研究重新引起人们的重视。目前,室温附近最好的块状温差电材料BiTe的无量纲优值ZT大约等于1。为了成功地与其它换能系统竞争,必须使无量纲优值ZT提高到1.5~3。其途径为三:其一,研究新材料;其二,研究功能梯度材料;其三,降低材料的维数。回顾了温差电材料研究的最新进展,介绍了诸如Skutterudites、过渡金属的五价碲化物、Clathrates、Half Heusler、准晶体、氧化物等新材料的研制概况,以及梯度功能温差电材料和低维温差电材料方面的研究动态。 展开更多
关键词 温差电材料 方钴矿类温差电材料 功能梯度温差电材料 低维温差电 温差电
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嫦娥四号着陆器同位素温差电池设计与验证 被引量:15
2
作者 彭磊 侯旭峰 +1 位作者 阎勇 张丽丽 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第4期607-612,共6页
嫦娥四号着陆器同位素温差电池是我国首个成功在航天器上应用的同位素电源,可为着陆器两相流体回路提供热能,并为原位月夜温度采集提供电能。同位素温差电池解决了温度和力学环境条件严酷、安装操作条件复杂、装配集成涉及电离辐射等难... 嫦娥四号着陆器同位素温差电池是我国首个成功在航天器上应用的同位素电源,可为着陆器两相流体回路提供热能,并为原位月夜温度采集提供电能。同位素温差电池解决了温度和力学环境条件严酷、安装操作条件复杂、装配集成涉及电离辐射等难题,采用238Pu密封同位素热源、平面式PbSnTe/PbTe温差电换能器、耐压密封外壳,开发了适应月面环境的同位素温差电池设计制造技术,圆满完成了为两相流体回路供热并为月夜温度采集器供电的任务。对同位素温差电池的设计约束、最终方案及试验验证情况进行了介绍。 展开更多
关键词 同位素温差电 温差电换能器 月球探测 试验验证
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分段温差电元件的设计 被引量:6
3
作者 郑海山 张丽丽 +2 位作者 侯旭峰 张建中 任保国 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期496-498,共3页
由于分段温差电元件能够在较宽的温度范围内很大程度地提高热电转换效率,因此,在世界范围内受到广泛的关注。对碲化铅(PbTe)材料和碲化铋(Bi2Te3)材料组成的分段温差电元件进行了理论设计和计算。确定了在热面温度为773K、冷面温度为32... 由于分段温差电元件能够在较宽的温度范围内很大程度地提高热电转换效率,因此,在世界范围内受到广泛的关注。对碲化铅(PbTe)材料和碲化铋(Bi2Te3)材料组成的分段温差电元件进行了理论设计和计算。确定了在热面温度为773K、冷面温度为323K,元件总长度为15mm时,PbTe的最佳长度为8.8mm。测试结果表明:由设计的元件制作出的分段温差电单偶的热电转换效率达到了7.31%。 展开更多
关键词 分段温差电元件 设计 温差电单偶 转换效率
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PbTe/BiTe分段温差电单偶仿真设计研究 被引量:8
4
作者 任保国 彭磊 张建中 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期624-627,共4页
考虑温差电材料的热电性能参数随温度的变化,建立了分段温差电单偶的优化设计模型。利用商用有限元软件ANSYS分析了PbTe/BiTe分段温差电元件长度比例、元件截面积、接触电阻、冷热面温度等变化对热电转换效率的影响,并进行了敏感度分析... 考虑温差电材料的热电性能参数随温度的变化,建立了分段温差电单偶的优化设计模型。利用商用有限元软件ANSYS分析了PbTe/BiTe分段温差电元件长度比例、元件截面积、接触电阻、冷热面温度等变化对热电转换效率的影响,并进行了敏感度分析。计算结果表明,利用分段温差电单偶能够有效提高温差电池的热电转换效率,用PbTe/BiTe材料组成的分段温差电单偶的理论热电转换效率超过10%。 展开更多
关键词 温差电单偶 分段温差电材料 计算机仿真
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纳米线阵列结构温差电材料热电性能测试技术 被引量:4
5
作者 王为 司丽萍 +1 位作者 陈岩 张建中 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第B05期224-226,共3页
介绍了一种新的一维纳米线阵列结构温差电材料热电性能测试技术。该技术创造性地采用了液流加热以及异地测温的新方法,成功地解决了对微米厚度的一维纳米线阵列结构热电材料试样两侧均匀加热并保持两侧的温差恒定,以及微米厚度的试样两... 介绍了一种新的一维纳米线阵列结构温差电材料热电性能测试技术。该技术创造性地采用了液流加热以及异地测温的新方法,成功地解决了对微米厚度的一维纳米线阵列结构热电材料试样两侧均匀加热并保持两侧的温差恒定,以及微米厚度的试样两侧测温的难题。依据这一原理建立了一维纳米线阵列结构热电材料性能测试系统。实验表明,该系统性能稳定,精度高,可胜任一维纳米线阵列结构热电材料的性能测试。 展开更多
关键词 温差电 纳米线阵列结构温差电材料 性能 测试 纳米材料
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提高温差电空调系统效率的探讨
6
作者 赵宝兴 王铁民 +2 位作者 王泽深 林磊 张建中 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第11期707-709,共3页
通过对现有温差电公式进行理论推导,结合具体的试验结论,通过绘制Z-η(COP)、△T-η以及U-η三条关系曲线,直观地反映了最佳ηopt与优值系数Z、温差△T以及工作电压U之间的函数关系,从而为设计高效温差电空调系统奠定了理论基础.基于此... 通过对现有温差电公式进行理论推导,结合具体的试验结论,通过绘制Z-η(COP)、△T-η以及U-η三条关系曲线,直观地反映了最佳ηopt与优值系数Z、温差△T以及工作电压U之间的函数关系,从而为设计高效温差电空调系统奠定了理论基础.基于此,通过改进温差电材料的热电性能、提高优值系数Z、降低冷热面温差、优化工作电压以及引入高密高效散热器、改善散热条件等几个方面,设计了一套高效率的温差电空调系统,其致冷效率可以达到4~5. 展开更多
关键词 温差电空调系统 温差电致冷材料 致冷效率
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p 型赝三元温差电材料的研制 被引量:13
7
作者 荣剑英 赵秀平 +2 位作者 李将录 董兴才 赵洪安 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 1993年第1期15-20,共6页
通过研究组分、掺杂和晶体生长条件对材料温差电性能的影响,采用熔炼—区熔法研制出较均匀的高性能赝三元 p 型温差电材料 Te:(Sb_2Te_3)_0.75(1-x)(Bi_2Te_3)_(0.25(1-x))(Sb_2Se_3)(?)生长出的晶锭的85%的部分,温差电优值 z=2.9~3.3&... 通过研究组分、掺杂和晶体生长条件对材料温差电性能的影响,采用熔炼—区熔法研制出较均匀的高性能赝三元 p 型温差电材料 Te:(Sb_2Te_3)_0.75(1-x)(Bi_2Te_3)_(0.25(1-x))(Sb_2Se_3)(?)生长出的晶锭的85%的部分,温差电优值 z=2.9~3.3×10^(-3)/K。其性能高于目前国内的赝二元材料,达到了国外的较高水平,用这种材料制作的温差电致冷器件获得了很好的致冷效果。 展开更多
关键词 固溶体 温差电材料
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液相电沉积技术制备n-型铋碲纳米线阵列温差电材料 被引量:5
8
作者 王为 张伟玲 +2 位作者 王惠 陶松 张建中 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期127-132,共6页
对铋碲合金电沉积过程进行了研究,并分析了温度和硝酸浓度对铋碲共沉积的影响.结果表明,Bi3+和HTeO2+合溶液中的电沉积是分阶段进行的.溶液中HTeO2+的存在阻碍了Bi3+的电沉积.铋碲共沉积的速度随温度的升高以及溶液中硝酸浓度的增加而加... 对铋碲合金电沉积过程进行了研究,并分析了温度和硝酸浓度对铋碲共沉积的影响.结果表明,Bi3+和HTeO2+合溶液中的电沉积是分阶段进行的.溶液中HTeO2+的存在阻碍了Bi3+的电沉积.铋碲共沉积的速度随温度的升高以及溶液中硝酸浓度的增加而加速.实验中还研究了沉积电位对铋碲组成的影响.采用ESEM分析了铋碲纳米线阵列温差电材料的形貌. 展开更多
关键词 铋碲温差电材料 纳米线阵列 沉积
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电化学组装一维纳米线阵列p型Bi_2Te_3温差电材料 被引量:5
9
作者 王为 贾法龙 +3 位作者 黄庆华 张伟玲 郭鹤桐 申玉田 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期517-522,共6页
对p型Bi_2Te_3温差电材料的电沉积过程进行了研究,分析了添加剂对电沉积过程的影响.在此基础上,以孔径为50nm的阳极氧化铝多孔膜为模板,采用直流电沉积技术,在氧化铝多孔模板的纳米级微孔内电化学组装出了P型Bi_2Te_3纳米线阵列温差电材... 对p型Bi_2Te_3温差电材料的电沉积过程进行了研究,分析了添加剂对电沉积过程的影响.在此基础上,以孔径为50nm的阳极氧化铝多孔膜为模板,采用直流电沉积技术,在氧化铝多孔模板的纳米级微孔内电化学组装出了P型Bi_2Te_3纳米线阵列温差电材料.性能研究表明,P型Bi_2Te_3纳米线阵列的温差电性能远远超过具有相同组成的块状温差电材料。 展开更多
关键词 p型温差电材料 BI2TE3 化学组装 纳米线阵列
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二甲基亚砜有机溶液中Bi-Sb薄膜温差电材料的电沉积制备 被引量:3
10
作者 李菲晖 巩运兰 +1 位作者 张弘青 杜冰姿 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2014年第8期4-8,共5页
采用循环伏安曲线以及稳态极化曲线的测试方法分析了二甲基亚砜有机溶液中纯Bi、纯Sb以及Bi-Sb二元体系在Ti基体上的还原过程。结合分析结果,采用直流恒电位方式电沉积制备了Bi-Sb二元薄膜温差电材料,并采用X-射线衍射以及塞贝克系数测... 采用循环伏安曲线以及稳态极化曲线的测试方法分析了二甲基亚砜有机溶液中纯Bi、纯Sb以及Bi-Sb二元体系在Ti基体上的还原过程。结合分析结果,采用直流恒电位方式电沉积制备了Bi-Sb二元薄膜温差电材料,并采用X-射线衍射以及塞贝克系数测试对不同电位下制备出的Bi-Sb二元薄膜温差电材料的物相结构及性能进行了表征。实验结果表明,在Ti基体上Bi3+、Sb3+离子的氧化还原均为不可逆过程,前者的阴极还原过程仅由离子扩散造成,而后者的还原过程中涉及到了离子的吸附,二者沉积电位接近,共沉积过程是一步完成的。对制备出的材料的物相以及性能的分析结果表明,电沉积制备出的材料确为Bi-Sb二元合金,随着沉积电位的负移,温差薄膜电材料的表面变得粗糙,在不同电位下沉积出的材料均为P型温差电材料,塞贝克系数随电位变化不大。 展开更多
关键词 薄膜温差电材料 沉积 Bi-Sb合金 有机体系 DMSO
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半导体制冷器“无限级联”温差电对工作参数的理论分析 被引量:7
11
作者 宣向春 王维扬 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期34-38,共5页
在普通温差电对的p型和n型电臂之间淀积一层厚度适当的银膜实现短接,可在单级温差电对中形成类似多级半导体制冷器的无限级微温差电对串联,从而提高电对的制冷量和制冷温差。实验证明,这种“无限级联”温差电对的最大制冷温差可提... 在普通温差电对的p型和n型电臂之间淀积一层厚度适当的银膜实现短接,可在单级温差电对中形成类似多级半导体制冷器的无限级微温差电对串联,从而提高电对的制冷量和制冷温差。实验证明,这种“无限级联”温差电对的最大制冷温差可提高到普通电对的1.5~3倍。本文通过合理的简化,求解导热微分方程,给出“无限级联”温差电对的理论工作参数,并且给出焦耳热在电对冷端和热端的分配情况。 展开更多
关键词 半导体 制冷器 导热微分方程 温差电
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微型温差电器件及相关材料的研究现状 被引量:8
12
作者 许斌 王为 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期247-250,共4页
1821年德国科学家塞贝克发现的塞贝克效应以及后来帕尔帖效应和汤姆逊效应开启了热电学的大门,人们应用这些效应先后制造出了各种温差电器件,如温差电发电器、温差电致冷器、温差电传感器、温差电探测器等。随着微电机系统(MEMS)技术、... 1821年德国科学家塞贝克发现的塞贝克效应以及后来帕尔帖效应和汤姆逊效应开启了热电学的大门,人们应用这些效应先后制造出了各种温差电器件,如温差电发电器、温差电致冷器、温差电传感器、温差电探测器等。随着微电机系统(MEMS)技术、微电子技术引入温差电器件的制造,微型温差电器件吸引了越来越多的注意。介绍了近年美国、德国、中国等在微型温差电器件制造及材料研究方面的相关研究成果。 展开更多
关键词 微型温差 微型帕尔帖致冷器 温差电材料 化学沉积
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n型Bi_2Te_(3-y)Se_y温差电材料薄膜的电化学制备及表征 被引量:4
13
作者 王为 卜路霞 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2006年第2期228-232,共5页
采用电化学控电位的方法在不锈钢基片上电沉积制备了Bi2Te3-ySey温差电材料薄膜。研究了电沉积溶液中硒含量与薄膜中硒含量的关系,考察了不同沉积电位对电沉积Bi2Te3-ySey薄膜的温差电性能的影响,并采用ESEM、EDS、XRD等方法对电沉积薄... 采用电化学控电位的方法在不锈钢基片上电沉积制备了Bi2Te3-ySey温差电材料薄膜。研究了电沉积溶液中硒含量与薄膜中硒含量的关系,考察了不同沉积电位对电沉积Bi2Te3-ySey薄膜的温差电性能的影响,并采用ESEM、EDS、XRD等方法对电沉积薄膜的形貌、成分及结构进行了分析。结果表明,在含有Bi3+、HTeO2+和Se4+的电沉积溶液中,采用电化学沉积的方法,可实现铋、碲、硒三元共沉积,生成Bi2Te3-ySey半导体化合物。改变电沉积溶液组成,可控制Bi2Te3-ySey化合物中硒的掺杂浓度。-0.04V沉积电位下制备的Bi2Te3-ySey薄膜较平整、致密,组成为Bi2Te2.7Se0.3。退火处理可提高电沉积Bi2Te3-ySey薄膜的塞贝克系数,且控制沉积电位为-0.04V下制备的Bi2Te3-ySey薄膜退火后的塞贝克系数为-123μV·K-1。 展开更多
关键词 Bi2Te3-Se化合物 沉积 温差电材料薄膜
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电化学组装一维纳米线阵列温差电材料 被引量:1
14
作者 王为 贾法龙 +2 位作者 巩运兰 王惠 张伟玲 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期659-662,共4页
低维温差电材料具有比块状温差电材料更高的优值,因而研制具有纳米线阵列结构的温差电材料对于提高材料的温差电转换效率具有重要意义.以具有纳米孔阵列结构的氧化铝多孔模板为阴极,在含有Bi+3、HTeO2+1的酸性溶液中,采用直流电沉积技术... 低维温差电材料具有比块状温差电材料更高的优值,因而研制具有纳米线阵列结构的温差电材料对于提高材料的温差电转换效率具有重要意义.以具有纳米孔阵列结构的氧化铝多孔模板为阴极,在含有Bi+3、HTeO2+1的酸性溶液中,采用直流电沉积技术,通过在氧化铝多孔模板的纳米级微孔中沉积铋和碲,实现了一维纳米线阵列铋碲温差电材料的电化学组装.环境扫描电子显微镜(ESEM)和透射电子显微镜(TEM)的分折表明,电化学组装出的铋碲纳米线分布均匀,形状规则.铋碲纳米线的组成可方便地通过调整电沉积电位加以控制. 展开更多
关键词 化学组装 低维温差电材料 铋碲纳米线阵列 直流沉积 透射子显微镜
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Bi_(2-x)Sb_xTe_3温差电材料薄膜的电化学制备、表征及性能研究 被引量:1
15
作者 王为 黄庆华 +1 位作者 贾法龙 张志荣 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期1234-1238,共5页
采用电化学控电位沉积的方法制备了Bi2-xSbxTe3温差电材料薄膜.通过ESEM、XPS、XRD、EDS等方法对电沉积薄膜的形貌、结构和组成进行了研究,并测试了在不同电位下制备的Bi2-xSbxTe3薄膜的温差电性能.研究结果表明,在含有Bi3+、HTeO2+和S... 采用电化学控电位沉积的方法制备了Bi2-xSbxTe3温差电材料薄膜.通过ESEM、XPS、XRD、EDS等方法对电沉积薄膜的形貌、结构和组成进行了研究,并测试了在不同电位下制备的Bi2-xSbxTe3薄膜的温差电性能.研究结果表明,在含有Bi3+、HTeO2+和SbO+的溶液中,采用控电位沉积模式,可实现铋、锑、碲三元共沉积,生成锑掺杂的Bi2Te3化合物Bi2-xSbxTe3.通过调节沉积电位,可控制电沉积Bi2-xSbxTe3薄膜的掺杂浓度,从而影响材料的温差电性能.控制沉积电位为-0.5V条件下制备的温差电材料薄膜的塞贝克系数最大,为213μV·K-1,其组成为Bi0.5Sb1.5Te3.随着沉积电位的负移,电沉积出的Bi2-xSbxTe3薄膜的结晶状态将逐渐由等轴晶转变为树枝晶.研究证明,电沉积方法可以制备出性能优异的薄膜温差电材料. 展开更多
关键词 温差电材料薄膜 Bi2-xSbxTe3化合物 沉积 塞贝克系数
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温差电致冷组件计算机辅助设计 被引量:3
16
作者 路宗利 张建中 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期39-41,共3页
在温差电组件设计过程中,可变参数较多,得到的组件结构有多种,靠人工计算分析工作量较大;同样,对应多级组件,计算量更大,容易出错,设计得到的最终结果可比性较差,得到最佳设计方案的几率较小。采用计算机辅助设计解决以上问题。用Visual... 在温差电组件设计过程中,可变参数较多,得到的组件结构有多种,靠人工计算分析工作量较大;同样,对应多级组件,计算量更大,容易出错,设计得到的最终结果可比性较差,得到最佳设计方案的几率较小。采用计算机辅助设计解决以上问题。用VisualBasic语言编写了设计程序,该程序有良好的输入界面,使用者清晰地了解操作过程,一步一步完成其设计。在设计过程中,该程序提供所有设计的可能性,设计人可随意改变设计参数,得到任意结果,通过比较得到最优设计结果。该程序能够进行从单级组件到二级组件的设计,设计输出为表格形式,设计结果可保存再用。 展开更多
关键词 温差电致冷组件 计算机辅助设计 独立 多组组件 VISUAL BASIC语言 数据库
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温差电制冷技术在红外和激光领域的应用 被引量:1
17
作者 张建中 陈嵩 王凤跃 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1998年第3期186-189,共4页
介绍了温差电制冷的原理、温差电制冷组件的结构和性能、温差电制冷技术在红外探测器和激光二极管方面的应用及其应用中需要注意的一些问题。
关键词 温差电制冷组件 红外探测器 激光二极管 应用
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基于温差电技术的热电材料研究进展 被引量:1
18
作者 周东一 王红梅 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期13-16,共4页
温差电技术是基于温差电效应,利用温差电材料,在热能和电能之间相互转换的一种技术,热电材料是热电转换的基础,提高温差电效率最主要的途径是提高热电材料的热电性能。简述了温差电技术的基本原理,回顾了温差电材料研究的最新进展,介绍... 温差电技术是基于温差电效应,利用温差电材料,在热能和电能之间相互转换的一种技术,热电材料是热电转换的基础,提高温差电效率最主要的途径是提高热电材料的热电性能。简述了温差电技术的基本原理,回顾了温差电材料研究的最新进展,介绍了传统合金块体材料、声子玻璃电子晶体化合物、氧化物热电材料、低维纳米热电材料和高分子热电材料等的功能特性和研制概况,指出了热电材料未来的发展方向。 展开更多
关键词 温差电技术 材料 优值 研究 进展
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温差电致冷元件损伤层探索 被引量:1
19
作者 许生龙 何丹 程开芳 《红外技术》 CSCD 1996年第6期11-13,共3页
通过探索温差电致冷元件的损伤层,提出“平均电导率”等概念。
关键词 损伤层 平均导率 温差电致冷元件
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温差电现象演示仪 被引量:1
20
作者 梁竹健 朱雨村 +1 位作者 周鲁生 曹惠贤 《实验技术与管理》 CAS 1992年第1期37-38,共2页
温差电现象,如帕尔贴效应和塞贝克效应是很有意义的实验现象,是磁学教学中的重要的内容。利用温差电原理制成的热电偶是用途广泛的测量仪器,半导体材料的使用更为温差电现象提供了广泛的应用前景。本仪器的目的就是形象直观地演示上述... 温差电现象,如帕尔贴效应和塞贝克效应是很有意义的实验现象,是磁学教学中的重要的内容。利用温差电原理制成的热电偶是用途广泛的测量仪器,半导体材料的使用更为温差电现象提供了广泛的应用前景。本仪器的目的就是形象直观地演示上述物理现象的。 展开更多
关键词 温差电现象 演示仪 磁学 教学
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