Ca3Co4-xCuxO9-Bi2Ca3 Co2O9復合熱電材料研究.pdf

1、熱電材料是一種能夠?qū)崿F(xiàn)熱能與電能直接相互轉(zhuǎn)化功能材料,主要用于制冷和發(fā)電等領域,熱電器件具有無噪音,無輻射,無污染,壽命長、無需維護等諸多優(yōu)點,所以近年來熱電材料和熱電器件都得到了廣泛的研究。Ca3Co4O9是一種層狀氧化物熱電材料,具有良好的結(jié)構穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性,且對環(huán)境友好,抗氧化,適合大規(guī)模生產(chǎn),是一種潛在的中高溫熱電材料。對Ca3Co4O9材料的研究主要集中在摻雜改性、組織優(yōu)化和復合改性方面,摻雜在降低材料電阻率的同時,也會降

2、低Seebeck系數(shù),因此摻雜對材料性能的改善是有限的;組織優(yōu)化主要是使Ca3Co4O9片層產(chǎn)生取向排列,由于片層間界面的影響,取向排列材料的性能很難超過Ca3Co4O9單晶材料。與銀粒子復合能夠優(yōu)化Ca3Co4O9材料的性能,但銀的熱電性能較差,這種復合改性也是有限的。本小組將Ca3Co4O9材料與具有熱電性能的Bi2Ca3Co2O9復合,取得了一些較好的初步結(jié)果,本文對此進行更加深入的研究。
　　本文首先對Ca3Co4O9材料

3、的合成方法、摻雜改性進行了實驗研究,用助溶劑法合成了性能較好的Ca3Co4-xCuxO9粉體,接著加入Bi2O3熱壓并經(jīng)過適當?shù)耐嘶鹛幚?得到了Ca3Co4-xCuxO9/Bi2Ca3Co2O9復合材料。其次,本文表征了復合材料的組織和性能,觀察到了具有 Ca3Co4-xCuxO9-Bi2Ca3Co2O9-Ca3Co4-xCuxO9交替疊加結(jié)構的復合材料形貌,研究了摻Cu量和Bi2O3加入量對復合材料性能的影響,所得材料的最大輸出功率達