ca-co-o系热电材料的制备及性能研究

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1、山东理工大学硕士学位论文Ca-Co-O系热电材料的制备及性能研究姓名：李玲玲申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：于先进20070401山东理T大学硕．f。学位论文摘要摘要近年来，随着环境和能源问题的日益严峻，热电材料又受到了众多研究者的高度重视。本文首先对热电现象、热电材料的发展历程、热电材料的研究进展等做了比较详细的论述。指出：Ca3C0409是一个层状化合物，由导热层和隔热层交替排列而成，其中载流子与晶格间相互作用非常强。本文选择Ca3C0409和Ca3．。A。C0409做为研究对象，采用溶胶一凝胶(S01．Gel)法制备c

2、a3C0409纳米粉末，粉末干压成型，900℃下烧结5小时制备Ca3C0409热电材料；并制备掺杂稀土(La、Sm)化合物和碱土(Sr)化合物的Ca。Co—O体系热电材料。用扫描电子显微镜(SEM)对所制备材料的前驱粉体及材料进行形貌观察；用x一射线衍射仪(XRD)对合成的化合物进行结构分析；并测试了材料的电导率等性能，得出电导率随温度的变化关系；同时，对材料的热导率进行了理论估算，分析了材料的热导率随温度的变化关系。另外，研究了溶胶一凝胶法制备试样的工艺过程，对Ca3C0409与Ca3-xA。C0409两个系列试样的结构和热电性能进

3、行了分析总结。结果表明，掺杂的试样其热电性能有了较大提高。通过对本课题的研究得出结论：溶胶一凝胶法是制备粒度小、活性高的粉末行之有效的方法，通过改善制备工艺，提高Ca。Co—O体系的热电性能是可行的。引入合适的掺杂元素，调整恰当的掺杂比例，是改善该体系热电性能的一个有效途径。关键词：热电材料，Ca3C0409，溶胶一凝胶，热电性能，掺杂山东理工大学硕{‘学位论文ABSTRACTABSTRACTWithenvironmentandenergyproblemsbecomingrigorous，thermoelectricmaterials

4、，whichconvertheatintoelectricityandviceversathroughthethermoelectricphenomenainsolids，haverecentlyattractedarenewedinterestasapromisingenergy—conversiontechnologythatisfriendlytotheenvironment．Thethermoelectricphenomena，thehistoryandtherecentdevelopmentprogressofthermoe

5、lectricmaterialswerereviewedindetailedatfirst．Showed：Ca3C0409isalayeredcompoundconsistingofthealternatestacklayerwhichisresponsiblefortheelectricconductionandtheinsulatedlayer．Wehaveselectedcalciumcobaltoxide(Ca3C0409)andCa3．xAxC0409-basedasourresearchobjects．Inthisthes

6、is，Wepreparedthesamplethroughthemethodofsol—gel，sinteredthenano-meterpowdersbycommonpressuresinteringat900"Cin5hour．AndfabricatedtheCa—Co··O—basedthermoelectricmaterialsbydopantingrare·earthcompoundandalkaline—earth．compoundThemierostructureandcrystalcompositionofthesam

7、pleswerecharacterizedbyusingXRDandSEM．Wehavesurveyedtheelectricalconductivitybytemperature，andWehaveaccountedthethermalconductivity．Theanalysisshowedthatthermoelectricpropertiesofdopantingsamplehavemoreincreased．Inthispaper,themethodofsol-gelcourseisanalysedatdetailed，a

8、ndthematrixstructureandthermoelectricpropertiesarebalancedbydopantingmaterial．Theresultinmythesisarethatitisan