掺杂金属离子对Ca3Co4O9的热电性能的影响

采用溶胶-凝胶法,在常压空气中,经850℃烧结4h制备了Ca3Co4O9掺杂不同金属离子M(Na ,Ag ,La2 )的(Ca1-xMx)3Co4O9热电材料.通过X射线衍射、扫描电镜等对材料的微结构进行了表征,重点考察了掺杂不同金属离子对Ca3Co4O9中温热电性能参数Seebeck系数、电导率和功率因子的影响.结果表明:金属掺杂的(Ca1-xMx)3Co4O9热电材料具有致密的内部结构,并能够明显改善Ca3Co4O9的热电性能,尤其是掺杂Na 样品的热电性能有较为明显的提高,并且掺杂离子浓度对改善热电性能也有一定影响,组成为(Ca0.90Na0.10)3Co4O9时的功率因子提高最明显.     

不同粉体制备工艺对Ca3Co4O9陶瓷性能的影响

采用溶胶凝胶法和化学共沉淀法制备了Ca3Co4O9粉体,并烧结为纯相Ca3Co4O9陶瓷。利用XRD、SEM等方法对陶瓷样品的物相以及断面形貌进行了表征,利用四探针法测量了Ca3Co4O9陶瓷的电导率。试验结果表明化学共沉淀法与溶胶凝胶法粉体相比,制得的Ca3Co4O9陶瓷不仅具有更低的气孔率、线收缩率,而且具有更高的电导率,也是一种制备高性能热电材料粉体的有效方法。     

Ca3Co4O9陶瓷的热传输特性

采用溶胶-凝胶法,结合常压烧结工艺制备了Ca3Co4O9陶瓷.通过热重-差示扫描量热法(thermogravimetric-differential scanning calorimetry,TG-DSC)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)等测试手段探讨了Ca3Co4O9陶瓷的形成过程,分析了不同工艺参数对Ca3Co4O9陶瓷显微结构及性能的影响,研究了晶粒尺寸与热传输性能之间的关系.结果显示:Ca3Co4O9为取向无规则层片状结构,当煅烧温度为750～900℃时,能得到纯相Ca3Co4O9,Ca3Co4O9陶瓷的热导率(k)较低,且随着温度的升高而逐渐增大.晶粒尺寸的减小对其晶格热导率(k1)影响显著,当平均晶粒由92 nm减小到63 nm时,k1由1.529 W/(m·K)减小到0.959 W/(m·K),但对载流子热导率(kc)的影响很小.Ca3Co4O9陶瓷的k随晶粒尺寸的减小而降低,主要是由于kl随晶粒尺寸的减小而降低所致.     

溶胶-凝胶法制备Ca3Co4O9粉的工艺研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ca3Co4O9粉,确定了适用于Ca3Co4O9粉制备的方法及工艺条件,并利用XRD、SEM 等方法分析表征样品.实验结果表明,以乙二醇为溶剂,柠檬酸为螯合剂,加入添加剂制得凝胶,干凝胶在750～900 ℃下烧结2 h,制得了20～30 nm的片状单晶Ca3Co4O9粉.     

Ca3Co4O9基氧化物热电材料研究进展

详细综述了提高Ca3Co4O9基氧化物热电性能的主要途径,包括制备工艺的改进、掺杂改性研究、热电性能的结构调控等,着重从Ca位掺杂和Co位掺杂两个方面介绍了Ca3Co4O9在掺杂改性方面的研究进展,并提出了该材料存在的问题和今后的发展方向。     

烧结工艺对Ca3Co4O9基热电氧化物电性能的影响

采用溶胶-凝胶化学法合成了Ca3Co4O9热电氧化物粉末,分别采用陶瓷烧结工艺方法和放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)的方法制备了Ca3Co4O9热电氧化物块体材料.利用X射线衍射XRD、扫描电子显微镜SEM和电输运参数测试仪分析了所得样品的物相、微观组织结构、晶粒取向度和电输运性能.结果表明,不同制备方法均可得到纯相的Ca3Co4O9热电氧化物块体材料;通过陶瓷烧结工艺方法制备的Ca3Co4O9热电氧化物块体晶粒取向度较低,但随着成型压力的增加而提高;SPS烧结的方法制备的Ca3Co4O9热电氧化物块体晶粒取向度最高;试样电性能随着晶粒取向度的提高逐渐提高,其中SPS烧结方法制备的块体材料电性能最高,在测试温度最高点700℃时功率因子达3.85 μWmK-2,远高于普通烧结试样.     

Ca3Co4O9热电陶瓷材料的制备与表征

本实验采用溶胶-凝胶法制备了Ca3Co4O9陶瓷,对样品的显微结构和热电性能进行了表征.实验结果表明,Ca3Co4O9为取向无规则层片状组织,制备工艺参数对样品的显微结构和热电性能有重要影响.     

预处理工艺对制备Ca_3Co_4O_(9+δ)粉末的影响

胶体前驱物的预处理工艺将影响柠檬酸溶胶-凝胶法化学合成所得Ca3Co4O9+δ粉末的性能。以金属硝酸盐为起始原料,去离子水为溶剂,柠檬酸为络合剂,溶胶-凝胶化学法合成了Ca3Co4O9+δ溶胶。通过煅烧干凝胶前驱体制得了Ca3Co4O9+δ多晶体粉末,通过控制煅烧时间制备了不同粉末颗粒度的Ca3Co4O9+δ粉末。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、激光粒度分析仪等手段分析了所得粉末。结果表明:所得Ca3Co4O9+δ粉末物相纯净、结晶良好,颗粒呈层片状结构,晶粒度约300 nm,粉末粒径约300 nm~1.5μm。粉末颗粒度均随煅烧时间延长而增大。     

Ca3Co4O9陶瓷的制备和热电性能

氧化物半导体陶瓷材料是新型的中、高温热电材料。采用传统固相合成法和溶胶－凝胶法成功地制备了Ca3Co4O9陶瓷。对它们的显微结构和热电性能（Seebeck系数、电导率和热导率）进行了研究。实验结果表明，由两种方法制备得到的Ca3Co4O9陶瓷具有类似的热电性能。Ca3Co4O9陶瓷为取向无规则片状结构，属于p型半导体热电材料，其热电品质因子随温度升高而增大。Ca3Co4O9陶瓷具有大的Seebeck系数和低的热导率，但它的电导率仍然偏低，导致了它的热电品质因子比传统热电合金的热电品质因子低。     

Ca3Co4O9陶瓷的制备与表征

本实验采用溶胶-凝胶法制备了Ca3Co4O9陶瓷,寻求了其合适的制备工艺,并对陶瓷的显微结构、物相组成、元素组成等进行了表征测试.实验结果表明:煅烧温度为800～900 ℃时均能得到纯相Ca3Co4O9;Ca3Co4O9为取向无规则层片状组织,颗粒尺寸均匀,为2 μm左右;样品的致密度不高,气孔率相对较大.     

Sr掺杂对Ca3Co4O9热电性能的影响与理论分析

通过实验研究了Ca位掺杂对Ca3CoaO9热电性能的影响，并用密度泛函离散变分法从理论和计算上寻求支持，从化学键角度对此现象进行解释。结果发现：与未掺杂体系相比较，x=0．05有利于降低材料的电阻率，但Seebeck系数有所减弱；z=0．10对降低电阻率不利；体系在473～773K范围内具有hopping电导的特征。建...     

Ca_(2.7)Sr_(0.3)Co_4O_9 和 Ca_(0.95)Sm_(0.05)MnO_3 热电材料的性能及器件(英文)

为了构造具有一定实用性能的氧化物热电器件,对 p 型 Ca3Co4O9和 n 型 CaMnO3过渡金属氧化物半导体进行研究,结果表明:Ca2.7Sr0.3Co4O9和 Ca0.95Sm0.05MnO3的热电性能良好。Ca2.7Sr0.3Co4O9陶瓷的微观形貌呈片层状及尖锐的(00?)相,说明具有高度织构,Ca0.95Sm0.05MnO3陶瓷为单一相正交晶系。分析了样品形成的化学反应过程。热电参数测试结果表明:Ca2.7Sr0.3Co4O9为 p 型半导体,空穴导电机制,Ca0.95Sm0.05MnO3为 n 型半导体,电子导电机制。两种材料的电阻均较低,在 870 K,Seebeck 系数分别为 170 μV/K 和–167 μV/K。在测量温度范围内,热导率变化很小,并计算出热电优值。利用此两种材料构造热电器件,并对其性能进行测试。     

制备工艺对La改性的Ca3Co4O9基陶瓷热电性能的影响

利用常压烧结、冷等静压成型后常压烧结及热等静压烧结3种不同制备工艺,合成了(Ca0.9La0.1)3Co4O9热电材料。XRD分析表明：不同工艺制备的样品均为Ca3Co4O9相。样品的SEM照片显示：晶粒为片状结构;热等静压烧结制备的样品,其片状结构不明显,但致密度较之另外两种工艺大幅度提高,其相对密度为95％。制备工艺对(Ca0.9La0.1)3Co4O9热电材料Seebeck系数影响不大,但热压烧结样品能大幅度提高(Ca0.9La0.1)3Co4O9电导率。在一定温度范围内,随温度升高,功率因子大幅度增加,对于热压烧结的样品尤为显著。     

掺纳对钴酸钙热电性能影响研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺Na的Ca3Co4O9热电材料,研究了Na掺量对试样物相、电导率、Seebeck系数和功率因子的影响。研究发现随着Na掺量增加,试样中Ca3Co4O9的含量下降,但试样的电导率增加。Na掺量为0．10的试样,在973K时的功率因子最大,为3．8×10-4w／m·K^2。     

Self-templated synthesis and thermal conductivity investigation for ultrathin perovskite oxide nanowires

The large thermal conductivity of bulk complex metal oxides such as SrTiO(3), NaCo(2)O(4), and Ca(3)Co(4)O(9) has set a barrier for the improvement of thermoelectric figure of merit and the applications of these materials in high temperature (≥1000 K) thermoelectric energy harvesting and solid-state cooling. Here, we present a self-templated synthesis approach to grow ultrathin SrTiO(3) nanowires with an average diameter of 6 nm in large quantity. The thermal conductivity of the bulk pellet made by compressing nanowire powder using spark plasma sintering shows a 64% reduction in thermal conductivity at 1000 K, which agrees well with theoretical modeling.     

Ca3Co4O9陶瓷的固相法制备及分析

本实验采用固相合成法成功地制备了Ca3Co4O9热电材料。通过对样品的显微结构与物相组成等进行分析研究,优化了制备工艺。实验结果表明:由固相法制得的Ca3Co4O9为取向无规则的片状组织;适当提高煅烧温度、延长保温时间有利于片状组织的生长。