用于隔热保温的多孔氧化铝陶瓷的制备与研究

多孔氧化铝陶瓷具有耐高温、低热导率等特点,是工业窑炉的隔热保温的首选材料.实验以α-Al2 O3、煅烧铝矾土、苏州土为主要原料,采用物理发泡和注浆成型结合的方法制备了具有高气孔率、低热导率的多孔氧化铝陶瓷样品.通过正交实验确定了发泡剂的最佳配方为SDS添加量为0.5 g·L-1、CTAB添加量为0.3 g·L-1及水质量分数为50wt％.并探究了烧成温度对多孔氧化铝陶瓷样品的物理性能、相组成、热导率的影响,结果表明,经1500℃烧成后的最佳配方样品吸水率为13.71％,气孔率为33.14％,体积密度为2.42 g·cm-3,在300℃下测得热导率为0.83 W·m-1·K-1.本实验制备的多孔氧化铝陶瓷样品的相组成为莫来石和刚玉,由于具有大量的气孔,相同能量下气体激发出的声子数量远少于固体,热导率远远低于固体,导致热导率低.     

Nb掺杂Mo1-xWxSeTe固溶体的热-电输运性能优化

固溶结合掺杂是优化材料热电性能的有效途径。本研究采用固相反应结合等离子体活化烧结成功合成了一系列单相的Mo_1-xW_xSeTe(0≤x≤0.5)固溶体及其Nb掺杂产物。热电输运研究表明, W固溶结合Nb掺杂显著提高了Nb_2yMo_0.5-yW_0.5-ySeTe固溶体的载流子浓度、载流子迁移率、电导率和功率因子, 适当降低了样品的晶格热导率, 进而显著提高了材料的热电优值ZT。随着Nb掺杂量的增加, 掺杂引入的离散能级转变为连续的杂质能带, 同步提升了载流子浓度和载流子迁移率。取向性研究发现, 由于在平行方向晶格热导率较低, Nb_2yMo_0.5-yW_0.5-ySeTe固溶体在平行烧结压力方向的ZT略优。最优组分Nb_0.03Mo_0.485W_0.485SeTe在垂直于烧结压力和平行于烧结压力方向获得了最高ZT, 分别达到0.31和0.36(@823 K), 是目前MoSe₂基热电材料获得的最好结果之一。后续通过优化掺杂元素来改善Seebeck系数和功率因子, 将有望进一步提升MoSe₂基化合物的ZT。