鈷酸鹽系氧化物熱電陶瓷的制備與性能研究.pdf

1、熱電材料是一類能夠驅動熱能和電能之間轉換的特殊功能材料,它具有Seebeck效應,Peltier效應和Thomson效應。本論文主要針對熱電材料中Ca3Co4O9系列復合氧化物的配合物溶膠-凝膠制備工藝及熱電性能開展系列研究:(1)探索以乙二胺四乙酸(EDTA)為配體的Ca3Co4O9及其陶瓷體的制備工藝,并通過現(xiàn)代儀器分析測試技術,研究如熱處理溫度等制備條件對ca3Co4O9復合氧化物微結構及組分的影響；(2)討論了基于Sm和Zn摻雜

2、的系列Ca3-xSmxCo4O9和Ca3(Co1-xZnx)4O9熱電材料的制備工藝,并研究了摻雜量對材料微結構的影響；(3)通過電化學交流阻抗技術研究溫度變化對基于Sm和zn摻雜復合氧化物的電導率和熱導率的影響規(guī)律,并初步探討其作用機制。
　　 基于水相反應的配合物溶膠-凝膠法制備Ca3Co4O9復合氧化物過程中,前驅物溶膠的配體用量,pH值以及煅燒溫度等因素對材料的相純度有著重要的影響。本研究所確定的制備工藝如下:金屬離子與

3、配體的物質量比例為1:1.5；溶膠的pH值為5～6:目標物的合成溫度是700℃。TG-DTA曲線中位于700度的吸熱峰即為Ca3Co4O9的成相溫度。XRD,EDAX能譜和FT-IR等分析結果證實了該工藝條件下制備出的Ca3Co4O9復合氧化物具有較高的純度。在此基礎上本文還討論了Ca3Co4O9陶瓷體和基于Sm和zn摻雜的系列Ca3-xSmxCo4O9和Ca3(Co1-xZnx)4O9熱電材料的制備工藝條件,得到的優(yōu)化條件為:成型壓力