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本文对低熔点合金金属，即镓基液态金属和铋基低熔点金属的热电性质进行了多角度的研究，包括对低熔点金属镓铋铟锡四元合金元素混合的分布规律的探究;镓基合金掺混镍粉、铋粉和铋基低熔点金属后的热电效应的性能探究;对同种金属不同相态下的热电效应的探究。
本论文具体研究内容如下:
1.镓铋铟锡四元合金相图研究
研究了镓铋铟锡四元合金不同组分混合后金属元素的分布规律，本章采用SEM和EDS分析方法，对不同比例镓、铋、铟、锡的金属混合物进行了分析，最终得到了金属混合的一般性规律:镓和铋元素在混合物中的分布始终是互补的;当只存在镓、铋、铟三元合金的时候，铟更容易与铋结合，生成稳定的铋铟结构;当存在镓、铋、铟、锡四元合金的时候，铟锡更容易形成稳定结构并与一定数量的镓原子结合。因此，在合金稳定性由高到底分别是镓铟锡结构，铋铟结构和镓铟结构，其中铟锡通常原子比在4∶3或2∶1时更稳定，而铋铟结构中，其原子个数比接近于1∶1，1∶3或3∶5时较稳定。
2.低熔点合金柔性热电偶
探究了镓基合金掺混金属粉末改善其热点性能的可能性，通过实验证明，该粉末因为镓基合金表面张力过大的原因，无法进行掺混导致热电效应不明显;验证了铋基合金具有高热电性能的特性，提出一种具有双流道结构的芯片拟改善铋基脆性较大的缺点;同时，提出了一种基于低熔点铋基合金通过快速灌注的方法来制造热电偶的方法。该技术克服了传统金属薄膜无法在软质基底上沉积和溅射的缺点。通过将一定质量的镓铟锡合金掺入一定质量的铋基合金中，制造出的热电偶能够拥有良好的柔性和高热电性能。进一步，通过在SEM下的观测，本文发现镓基合金和铋基合金是通过互补的方式分散于整个混合物中。并且，热电偶的最大塞贝克系数可以达到-10.54uV/K，比之前相关文献提到的有了加大提高(0.1uV/K)。经过三次反复升温和降温循环测试之后，这些热电偶的线性度和稳定性都基本不发生变化。
3.同种材料固液两相共存下的热电系数测量
探究了当前固液两相下热电势的测量技术，提出测量固液两相金属热电势测量的实验方案，最后成功证实和测量到铋铟合金固液两相之间的热电势，并准确测量到了热电势随温差的变化关系，即随着温差的减小，热电势逐渐减小。也验证了该方案的可行性，为研究材料结晶成核提供了更好的实验方案。
本论文具体研究内容如下:
1.镓铋铟锡四元合金相图研究
研究了镓铋铟锡四元合金不同组分混合后金属元素的分布规律，本章采用SEM和EDS分析方法，对不同比例镓、铋、铟、锡的金属混合物进行了分析，最终得到了金属混合的一般性规律:镓和铋元素在混合物中的分布始终是互补的;当只存在镓、铋、铟三元合金的时候，铟更容易与铋结合，生成稳定的铋铟结构;当存在镓、铋、铟、锡四元合金的时候，铟锡更容易形成稳定结构并与一定数量的镓原子结合。因此，在合金稳定性由高到底分别是镓铟锡结构，铋铟结构和镓铟结构，其中铟锡通常原子比在4∶3或2∶1时更稳定，而铋铟结构中，其原子个数比接近于1∶1，1∶3或3∶5时较稳定。
2.低熔点合金柔性热电偶
探究了镓基合金掺混金属粉末改善其热点性能的可能性，通过实验证明，该粉末因为镓基合金表面张力过大的原因，无法进行掺混导致热电效应不明显;验证了铋基合金具有高热电性能的特性，提出一种具有双流道结构的芯片拟改善铋基脆性较大的缺点;同时，提出了一种基于低熔点铋基合金通过快速灌注的方法来制造热电偶的方法。该技术克服了传统金属薄膜无法在软质基底上沉积和溅射的缺点。通过将一定质量的镓铟锡合金掺入一定质量的铋基合金中，制造出的热电偶能够拥有良好的柔性和高热电性能。进一步，通过在SEM下的观测，本文发现镓基合金和铋基合金是通过互补的方式分散于整个混合物中。并且，热电偶的最大塞贝克系数可以达到-10.54uV/K，比之前相关文献提到的有了加大提高(0.1uV/K)。经过三次反复升温和降温循环测试之后，这些热电偶的线性度和稳定性都基本不发生变化。
3.同种材料固液两相共存下的热电系数测量
探究了当前固液两相下热电势的测量技术，提出测量固液两相金属热电势测量的实验方案，最后成功证实和测量到铋铟合金固液两相之间的热电势，并准确测量到了热电势随温差的变化关系，即随着温差的减小，热电势逐渐减小。也验证了该方案的可行性，为研究材料结晶成核提供了更好的实验方案。