微波輔助氧化物熱電材料的摻雜改性研究.pdf

1、熱電材料是一種利用固體內(nèi)部載流子運動實現(xiàn)熱能和電能直接相互轉(zhuǎn)換的功能材料，在溫差發(fā)電和制冷方面具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著環(huán)境污染和能源緊缺問題的日漸加劇，熱電材料和器件的研究引起了人們的廣泛關(guān)注，其中氧化物熱電材料成本低并可在氧化性氣氛下使用，因而具有很好的發(fā)展前景。本文使用微波輔助燒結(jié)結(jié)合常規(guī)高溫固相燒結(jié)法合成熱電材料，采用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)等測試手段進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，并使用林賽斯塞貝克系數(shù)儀測試了樣品的塞貝克系數(shù)、

2、電導(dǎo)率以及功率因子，研究了不同種類及摻雜量對樣品的A位和B位進(jìn)行摻雜后對樣品熱電性能產(chǎn)生的影響。
　　采用固相法合成Ca3Co4O9基熱電材料，分別對A、B位進(jìn)行Na-In共摻雜、La-In共摻雜、Sr-In共摻雜，研究了摻雜量對Ca3Co4O9熱電性能的影響。結(jié)果表明，摻雜后的樣品仍然是層狀結(jié)構(gòu)，摻雜只是引起了晶格大小的改變，但是并沒有改變晶格的結(jié)構(gòu)。進(jìn)行摻雜后，材料的電導(dǎo)率、Seebeck系數(shù)以及功率因子明顯上升。對于不同元素

3、雙摻雜的一系列組分中，組分x=y=0.02時樣品有望具有最佳的熱電性能，在測試溫度為965 K時，Na-In雙摻雜樣品的功率因子可以達(dá)到250.0μW·(mK2)-1，La-In雙摻雜樣品的功率因子可以達(dá)到239.8μW·(mK2)-1，Sr-In雙摻雜樣品的塞貝克系數(shù)可以達(dá)到203.0μV·K-1。
　　采用固相法合成CaMnO3基熱電材料，分別對A位摻雜Y元素以及A、B位進(jìn)行Y-Nb共摻雜，研究了摻雜量對CaMnO3熱電性能的

4、影響。結(jié)果表明，摻雜后的樣品仍然是鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，沒有第二相出現(xiàn)，摻雜同樣只是引起了晶格大小的改變，并沒有改變晶格的結(jié)構(gòu)。進(jìn)行摻雜后，材料的電導(dǎo)率、Seebeck系數(shù)以及功率因子相對于不摻雜的材料明顯上升，對于Y單摻雜的一系列組分，材料x=0.07時樣品有望具有最佳的熱電性能，在測試溫度為965 K時，功率因子能達(dá)到126.3μW·(mK2)-1;對于Y-Nb雙摻雜的一系列組分，材料x=y=0.06時樣品有望具有最佳的熱電性能，在測試溫度為