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《氧化物熱電材料的制備及性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、摘要摘要層狀鉆基氧化物熱電材料由于其獨特的晶體結構和熱電傳輸特性，以及在廢氣、廢熱等中溫熱電轉換領域的潛在應用，受到了廣泛關注，摻雜是提高其熱電性能的有效途徑之一。本文首先以P型的Ca3C0409基熱電化合物為研究對象，將溶膠一凝膠法與放電等離子燒結(SPS)技術相結合，制備了鈷基氧化物塊體材料Ag。BayCa3喵．yC0409(x，)，=O一0．6)，并采用X射線衍射、掃描電子顯微鏡、電參數測試儀、激光熱導儀等先進分析測試手段，分別對產物相組成、顯微結構和熱電性能進行了系統研究。實驗結果表明：對于單摻雜Ag。Ca3．。C0409
2、(X=0—0。6)系化合物，AgN03的加入，導致產物中不同程度地出現了第二相Ag和C0304，且在實驗范圍內，隨著Ag摻雜量的提高，其衍射峰強度增強，塊體電阻率和Seebeck系數快速下降，熱導率升高，當x=0．6時，塊體電傳導類型從半導體傳導轉變?yōu)榻饘傩蛡鲗?，且電阻率達到最低值，熱導率達最大值。當x=0．3、燒結時間5min時，塊體功率因子在700℃達最大值5．39x104Wm以K．2，ZT值達O．18：適當延長燒結時間至2h，燒塊體Z7值提高了44％，700℃達0．26。對于復合摻雜Ag。BayCa3．x．yC0409(x+
3、)，=O．2)系化合物，Ag、Ba硝酸鹽的加入，導致粉末產物出現了新相BaC003和Ag，經放電等離子燒結后，BaC003相消失，但仍有游離態(tài)Ag。當x=)r=0．1時，燒結時間5min時，塊體熱導率明顯降低，刀值在700℃時達最高值0．24。具有3d54s2電子結構的錳可以表現多種價態(tài)，其氧化物的代表—鈣鈦礦型晶體結構的CaMn03氧化物是典型的強關聯電子體系，具有強熱電效應，非常適合于進行載流子摻雜處理；以其為基的氧化物是n型材料，能夠與P型的Ca3C0409熱電材料匹配。本文以溶膠凝膠法結合放電等離子燒結(SPS)制備了鈣鈦
4、礦型CaMn03塊體，初步探索了鈣鈦礦型CaMn03粉末的制備工藝及放電等離子燒結制度對CaMn03塊體相組成及熱電性能的影響。結果表明，檸檬酸用量、乙二醇用量、溶液pH值、Ca2+濃度是影響成膠與否及后處理能否得到鈣鈦礦型CaMn03粉末的關鍵因素。實驗所得鈣鈦礦型CaMn03粉末呈粒徑300nm左右的多邊形片狀顆粒，其晶粒尺寸約為45nm；北京工業(yè)大學工學碩士學位論文放電等離子燒結溫度950。C，燒結壓力60MPa，燒結時間為5min所得的CaMn03塊體，其Z7值在700℃達最大值約0．02。關鍵詞Ca3C0409；CaMn
5、03；放電等離子燒結；溶膠．凝膠；熱電性能ABSTRAC叮ABSTRACTMuchattentionhasbeenpaidoncobalt’basedoxidesthermoelectricmaterialsduetotheirspecialmisfitcrystalstructure，thermoelectrictransportpropertiesandpotentialapplicationsinmiddle—temperaturethermoelectricconversionfieldssuchasexhaustgaso
6、rwasteenergy．SubstitutionisoneofeffectivewaystoenhancetheirTEproperties．Inthispaper,Ca3C0409basedcompounds(AgxBayCa3．x．yC0409，x，y=O-0．6)wererapidlypreparedbythecombinationprocessofsol-gelandSPS．Thephaseformation，microstructureandthermoelectricpropertiesweresystematica
7、llyinvestigatedbyX-raydiffraction,scanningelectronmicroscopy,electricconstantsinstrumentandlaserthermalconductivityinstrument．TheresultsrevealedthatforAgxCa3-xC0409(X=0—0．6)compoundssystem，phaseofAgandC0304emergesafterAgsubstitution，Seebeckcoefficientandresistivityoft
8、hebulkdecreasewhilethermalconductivityincreasealongwithAgsubstibution．Bulktransportationcharacteristicswitchestometalatx=O．6
