钴酸镧与银复合陶瓷的制备与热电性能-化学工程与技术专业论文.docxVIP

Classified Index: TQ174.75+8.22 U.D.C: 629.78 Dissertation for the Master Degree in Engineering PREPARATION AND THERMOELECTRIC PROPERTIES OF Ag COMPOSITED LaCoO3 CERAMICS Candidate：Niu LidanSupervisor： Associate Candidate： Niu Lidan Supervisor： Associate P Academic Degree Applied for： Master of E Speciality： School of C Technology Affiliation： Chemical Technology Date of Defence： June, 2009 Degree-Conferring-Institution： Harbin Insti hemical Engineering and Engineering and tute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - - I - 摘 要 LaCoO3基氧化物是目前最具研究价值和应用前景的中低温热电材料之一。 其在室温附近具有较高的Seebeck系数，但电导率偏低，还远不能满足实际应用 的需要。因此，人们通过掺杂等改性手段来提高其热电性能。本论文通过对 LaCoO3进行Sr掺杂及Ag复合等改性手段来提高其热电性能。 利用高分子网络凝胶法合成了LaCoO3以及Sr掺杂的LaCoO3先驱粉体，并对 这两个体系粉体进行了Ag复合，利用常压烧结技术制备了相对致密度较高的复 合陶瓷材料。采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对其相组成及 显微结构进行表征，并研究了材料的电导率、Seebeck系数、热导率随温度及Ag 复合量的变化规律。 对 LaCoO3/Ag 及 La0.98Sr0.02CoO3/Ag 体系陶瓷进行物相分析和断口形貌观 察发现，试样中晶粒发育良好，但在晶粒交界处气孔较多，单质 Ag 主要以第 二相的形式存在。La0.98Sr0.02CoO3 试样的粒径较小，气孔明显减少，致密度提 高。 LaCoO3/Ag 体系的热电性能研究表明，Ag 复合提高了 LaCoO3 的 Seebeck 系数，电导率和热导率。其中，LaCoO3/0.10Ag 试样的 Seebeck 系数最大，室温 下为 657μV·K-1，比 LaCoO3 试样提高了 12.0%；LaCoO3/0.20Ag 试样的功率因 子室温下最大，为 1.36×10-4W·m-1·K-2，比 LaCoO3 试样提高了 9 倍；373K 时， LaCoO3/0.20Ag 试样的热电优值(ZT)达到最大，为 0.0369，比 LaCoO3 试样增加 了 34.7%。 Sr掺杂使LaCoO3基材料的电导率和热导率增大，Seebeck系数降低，试样在 500K以下的功率因子和ZT值显著增大。323K时，La0.98Sr0.02CoO3试样的功率因子 为2.38×10-4W·m-1·K-2，比未掺杂的LaCoO3试样的功率因子提高了近16倍。373K 时，La0.98Sr0.02CoO3试样的ZT值达到最大，比LaCoO3试样提高了近10倍。 另外，Ag复合提高了La0.98Sr0.02CoO3材料的电导率和室温Seebeck系数，但 同时也使材料的热导率提高。La0.98Sr0.02CoO3/0.20Ag试样的功率因子最高，在室 温下为 2.75×10-4W·m-1·K-2，比La0.98Sr0.02CoO3试样提高了15.6%。但是，Ag复合 对La0.98Sr0.02CoO3/Ag系列材料的ZT值没有显著的改善。 关键词：热电性能；高分子网络法；LaCoO3；Sr掺杂；Ag复合 - - II - Abstract LaCoO3-based Oxide is one of the most promising thermolelctric materials used at low-temperature and HYPERLINK /dict_result.aspx?searchword=%e4%b8%ad%e4%bd%8e%e6%b8%a9amp;tjType=sentenceamp;styleamp;t=intermediate%2Btemperature intermediate temperature. Though it has high Seebeck coefficient at room temperature, i