放电等离子烧结工艺对Ca3Co4O9陶瓷织构及电性能的影响

采用溶胶-凝胶与放电等离子烧结(SPS)相结合的方法制备了Ca3Co4O9陶瓷.通过X射线衍射、扫描电镜等表征手段,研究了放电等离子烧结工艺对Ca3Co4O9物相、显微结构和性能的影响.实验结果表明片状颗粒和放电等离子烧结工艺,特别是烧结温度的提高有利于Ca3Co4O9织构的形成.初步认为是片状颗粒在脉冲电流所产生的脉冲磁场作用下发生重排,使颗粒定向排列.本实验范围内,当烧结温度从700℃提高到900℃时,Ca3Co4O9晶粒取向度从0.75增大到0.87,700℃下的电阻率从6.24×10-5 Ωm降低到5.59×10-5 Ωm.此外,Ca3Co4O9块体表现出典型的半导体电学特征,电导率随着SPS烧结温度和测量温度的升高而增大,当SPS烧结温度为850℃时,P型Ca3Co4O9化合物在700℃有最大电导率.     

方钴矿热电材料的研究进展

回顾了熔融法、固相反应法、机械合金化和放电等离子烧结技术等方钴矿热电材料的制备方法及其特点，重点阐述了在方钴矿化合物中固溶F2，Ni等元素，以及在方钴矿化合物中填充碱土或稀土元素对热电性能的改进；同时介绍了低维化对方钴矿化合物的热电传输特性的影响。提出了优化方钴矿化合物热电性能的途径。     

压力对NiO晶体结构及电子结构影响的理论研究

采用密度泛函理论的方法研究了不同压力条件下立方结构NiO氧化物的晶格结构、稳定性和电子结构。计算结果表明,NiO氧化物的晶格参数逐渐减小,键长变小,对称性保持不变;体系费米能先降低后增加;零压力下其存在着0.46eV的间接带隙,费米能级附近的状态密度较低,随着外压力的增加,带隙先减小再增大,费米能级附近的态密度先增大再减小。分析结果表明,随着外压力的增加,NiO氧化物价带顶附近的载流子有效质量先增大再减小;导带底的载流子有效质量均较小。外界加力还改变了NiO体系的电子分布情况。     

Ca(Na)-Co-O基热电氧化物研究进展

介绍了钴基氧化物热电材料研究现状及前景.重点介绍了具有潜力的Na/Ca-Co-O热电氧化物材料的结构、热电性能特征、制备等研究现状;并对Na/Ca-Co-O基热电氧化物Na/Ca位和Co位掺杂研究进行了评述;最后指出了钴基氧化物热电材料的应用前景和研究方向.     

放电等离子烧结制备Si80Ge20B0.6合金及其热电性能

采用高能球磨与放电等离子烧结相结合的方法制备出了单相Si80Ge20B0.6合金块体热电材料.在400～900K 温度范围内对其进行了热电性能测试.粉末冶金法制备的合金内的晶界对载流子形成散射,保温时间较长的试样的电导率明显高于保温时间较短的试样.所有试样的热导率处于2.7～4.5W/(mK)范围.保温9min的试样在...     

柠檬酸溶胶-凝胶法制备Ca3Co4O9粉体及结构表征

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶凝胶法,制备了Ca3Co4O9 粉体,通过差热分析(TG DTA)、红外光谱(FT IR)、扫描电子显微镜(SEM)、选区电子衍射(SAD)、高分辨电子显微镜(HRTEM)、能谱(EDX)等手段对Ca3Co4O9 进行表征。实验结果表明,干凝胶的煅烧温度在750~900℃之间,时间2h,可制备纯相Ca3Co4O9 粉体。该粉体为粒径100~200nm 的片状单晶。     

细晶Bi2Te3块体材料的制备及其热电性能

采用惰性气体保护蒸发-冷凝(IGC)法制备了纳米Bi及Te粉末,结合机械合金化(MA)和放电等离子烧结(SPS)工艺,在不同烧结温度(663～723K)下制备出了n型Bi2Te3细晶块体材料。利用X射线衍射分析(XRD)确定机械合金化粉末和SPS烧结块体的物相组成,借助TEM观察了粉体的粒度及形貌,SEM观察了块体试样断口显微组织结构。在323～473K温度范围内测试了烧结块体的电热输运特性。实验结果表明:纳米粉末合成的细晶Bi2Te3与粗晶材料相比,电输运性能变化不大,热导率大幅度降低,在423K时,热导率由粗晶材料的1.93W/m·K降至1.29W/m·K,并且在693K烧结的细晶块体的无量纲热电优值(ZT)在423K时取得最高ZT值达到0.68。     

氧化锌电子结构的压力效应的理论研究

基于平面波函数密度泛函理论研究了不同压力条件下纤锌矿结构氧化锌的晶格结构和电子结构。计算结果表明,氧化锌的晶格参数和Zn—O键长随外压力的增加先增大后逐渐减小,晶胞纵横轴长之比增大,晶格对称性保持不变;带隙类型均为直接带隙,其宽度随外压力增加先降低后逐渐增大,零压力下其存在着0.908eV的直接带隙,在最大压力100GPa下其带隙达0.993eV;费米能级附近的状态密度随压力增加有增大的趋势,电子局域化趋势明显。分析结果表明,随着外压力的增加,氧化锌费米能级下方附近的载流子有效质量先增大后减小;导带的载流子有效质量均较小。外界加力还改变了氧化锌体系的电子分布情况。     

放电等离子烧结工艺对Ca3Co4O9陶瓷织构及电性能的影响

采用溶胶-凝胶与放电等离子烧结(SPS)相结合的方法制备了Ca3Co4O9陶瓷.通过X射线衍射、扫描电镜等表征手段,研究了放电等离子烧结工艺对Ca3Co4O9物相、显微结构和性能的影响.实验结果表明片状颗粒和放电等离子烧结工艺,特别是烧结温度的提高有利于Ca3Co4O9织构的形成.初步认为是片状颗粒在脉冲电流所产生的脉冲磁场作用下发生重排,使颗粒定向排列.本实验范围内,当烧结温度从700℃提高到900℃时,Ca3Co4O9晶粒取向度从0.75增大到0.87,700℃下的电阻率从6.24×10-5Ω·m降低到5.59×10-5Ω·m.此外,Ca3Co4O9块体表现出典型的半导体电学特征,电导率随着SPS烧结温度和测量温度的升高而增大,当SPS烧结温度为850℃时,P型Ca3Co4O9化合物在700℃有最大电导率.     

Ca3Co2O6块体的放电等离子烧结及热电性能研究

采用短时固相反应和放电等离子烧结(SR-SPS)方法, 制备了单相多晶Ca3Co2O6陶瓷块, 系统研究了制备条件及烧结工艺对Ca3Co2O6陶瓷块显微结构及热电性能的影响. 研究表明, 950 ℃下固相反应2 h即能得到单相树枝状, 尺寸约1～3 μm的Ca3Co2O6粉末, 延长焙烧时间虽然对物相影响不大, 但会引起粉末颗粒长大, 不利于SPS烧结;SPS烧结温度强烈影响着Ca3Co2O6陶瓷块的制备, 本实验范围内, Ca3Co2O6陶瓷块体的最佳制备条件为950 ℃固相反应2 h, SPS 900 ℃保温5 min, 此时Ca3Co2O6陶瓷块具有p型半导体特性, 电阻率ρ随温度的升高急剧下降, 然后趋于平缓(高于600 ℃);Seebeck系数S随温度(100 ℃以上)升高稍有下降, 热导率κ表现为先下降后增加, 在500 ℃时仅为1.73 W·m-1·K-1. 综合电性能与热性能结果, 其无量纲因子ZT随温度升高呈上升趋势, 在本实验范围内, 于700 ℃下达到最高值0.02.