SnO-,2-基陶瓷半導(dǎo)體熱電材料的研究及制備.pdf

1、本文對(duì)BaSnO3半導(dǎo)體陶瓷材料的制備技術(shù)及熱電性能進(jìn)行較系統(tǒng)的研究。首先通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的固相燒結(jié)法制備工藝進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，包括引入合適的助燒劑，合理控制燒結(jié)溫度和時(shí)間等。用BaCO3和SnO2作為制備BaSnO3半導(dǎo)體陶瓷的主要成份，生料在1150℃下預(yù)燒生成BaSnO3晶相，最后在1350℃燒結(jié)制得了具有良好熱電性能的BaSnO3陶瓷。測(cè)試結(jié)果表明，材料相對(duì)密度大于理論值的90％，晶粒生長(zhǎng)良好，晶粒尺寸在1～5μm之間，平均粒徑約4μ

2、m，晶界結(jié)構(gòu)清晰，未見(jiàn)明顯的第二相存在。
　　 詳細(xì)考察了Na2CO3、Y2O3作為受主摻雜以及其與MnO2復(fù)合摻雜對(duì)N型半導(dǎo)化BaSnO3陶瓷熱電性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，單一的Na2CO3摻雜對(duì)BaSnO3陶瓷的熱電性能影響極為有限，Y2O3摻雜對(duì)提高BaSnO3陶瓷的熱電性能有一定影響。而Na2CO3與MnO2、Y2O3與MnO2復(fù)合摻雜能更進(jìn)一步改善BaSnO3陶瓷的熱電性能。隨MnO2摻雜量的增加，陶瓷材料的熱電功率因子有

3、增大的趨勢(shì)，但濃度過(guò)大時(shí)，會(huì)影響材料的導(dǎo)電性能。合適比例的摻雜可以使BaSnO3半導(dǎo)瓷的熱電功率因子達(dá)0.46μwm-1K-2，材料的電阻率為0.053O·m，改善了BaSnO3陶瓷的熱電性能。
　　 摻雜微量Sb2O3助燒作用顯著，會(huì)明顯提高材料的致密度，降低材料成瓷溫度，增大其摻量，可以使材料在1350℃成瓷。燒結(jié)溫度對(duì)BaSnO3熱電陶瓷的性能起著相當(dāng)重要的作用。隨溫度的降低，陶瓷的成瓷效果變差，電阻率增大，熱電性惡化。隨