| 摘 要： | 采用溶胶凝胶及冷压方法, 通过在Ca3Co3.9Cu0.1O9-δ体系中引入不同量的Ag+或Yb3+离子来调控体系的热电性能, 制备了可在300~880 K下稳定存在且热电性能优良的陶瓷材料Ca3-xAgxCo3.9Cu0.1O9-δ(x=0.1, 0.15, 0.2, 0.3)和Ca3-yYbyCo3.9Cu0.1O9-δ(y=0.05, 0.1, 0.2, 0.3). 通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对产物进行了表征, 结果显示所制备的样品纯度较高, 晶粒均匀, 晶粒间较致密. 适量的Ag+, Yb3+离子取代Ca2+离子固溶到晶体中使制备的双掺杂材料晶胞体积发生了变化, 但并未引起晶体对称结构的变化. 电阻率和Seebeck系数的表征结果说明双掺杂优化了载流子的浓度, 随着温度的升高电阻率不断减小, Seebeck系数不断增大. 经过计算可知Seebeck系数的增大还有电子有效质量的贡献. 热导率表征结果显示双掺杂体系的热导率随着温度的升高而减小, 其中声子热导依然起主要作用, 这与单掺杂体系的结果一致. 随着温度的升高, 双掺杂样品Ca2.7Ag0.3Co3.9Cu0.1O9-δ在880 K下ZT值达到最大, 为0.2.
|
