7氧化物熱電材料及其研究進(jìn)展(編輯修改稿)
2024-09-19 20:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 究表明，電導(dǎo)率與晶粒尺寸、晶界勢(shì)壘和孔隙度有很強(qiáng)關(guān)系。由于平均勢(shì)壘顯著提高及晶粒尺寸降低， seebeck系數(shù)通過(guò)大量晶界能量過(guò)濾效應(yīng)而得到提高。因此，通過(guò)控制晶粒尺寸分布， lasrtio3 的 zt值得到提高。 srivastava 等 [14]研究了（ 1x） srtio3（ x） la1/3nbo3陶瓷固溶體的高溫?zé)犭娦阅堋Ｋ麄兪褂醚趸锘旌戏椒ㄖ苽涔倘荏w（ 1x） srtio3（ x） la1/3nbo3，并在溫度為 1573k 到 1723k的空氣中進(jìn)行壓球團(tuán)燒結(jié)。研究表明，在 a/b 點(diǎn)（ sr2+、 ti4+）添加異價(jià)離子（ la3+、 nb5+）將會(huì)導(dǎo)致 a點(diǎn)在化學(xué)計(jì)量成分上陽(yáng)離子的缺陷和其他缺陷結(jié)構(gòu)，從而增加載體 濃度。當(dāng) x=品其 zt=，其他更高的 zt值可能可以通過(guò)采樣簡(jiǎn)化達(dá)到。 camno3 基熱電材料的特點(diǎn)是電學(xué)性能比較差，在高溫下有較高的 seebeck系數(shù)和較低的熱導(dǎo)率。 kumarpradeep 等 [15]研究了 bi、 v摻雜對(duì) camno3 熱電性能的影響。利用固態(tài)合成反應(yīng)技術(shù)制備了單項(xiàng) camno3 和ca1xbixmn1yvyo3δ 樣品并分別測(cè)定其熱電性能。結(jié)果表明，x=y= 的 ca1xbixmn1yvyo3δ 樣 品 其 功 率 因 子 為 第 7 頁(yè) 共 13 頁(yè) 176muwm 1k 2 ，比原始單相 camno3 的功率因子（ m 1k 2）高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。由于 bi、 v共摻雜和晶界散射，電子密度 3 增大，從而導(dǎo)致 seebeck系數(shù)隨溫度單調(diào)增加及電導(dǎo)率降低，所以摻雜 camno3樣品的功率因子幾乎不隨溫度變化。 graffayelet等 [16]研究了晶格缺陷和 ni摻雜對(duì) camno3熱電性能的影響。研究表明， cao（ camno3）摻雜 nb后，其 cao平面密度增加，從而使熱導(dǎo)率顯著降低， m= 1000k 時(shí) ，熱導(dǎo)率從初始值 m 1k 1降到 m 1k 1，這種趨勢(shì)和由電子散射導(dǎo)致電導(dǎo)率降低相一致。 nagabanti 等 [17]研究了共摻雜 ca1xlnxmn1xnbxo3（ ln=yb， lu。≤x≤ ）的高溫輸運(yùn)性質(zhì)。研究表明，電子輸運(yùn)性能如 seebeck 系數(shù)、電導(dǎo)率都隨共摻雜組分濃度的升高而降低。 ca1xlnxmn1xnbxo3 的電導(dǎo)率展現(xiàn)出類(lèi)非金屬的溫度依賴(lài)性，而功率因子展示出類(lèi)金屬的溫度依賴(lài)性，可能是由于摻雜導(dǎo)致部分 mn4+形成 mn3+，從而導(dǎo)致氧空位的形 成。 zno基熱電材料的優(yōu)點(diǎn)是熔點(diǎn)高、電導(dǎo)率高和穩(wěn)定性好，缺點(diǎn)是熱導(dǎo)率較高。摻雜 al、 ni、 ti、 ga 等元素后可使其熱電性能明顯提高。 第 8 頁(yè) 共 13 頁(yè) chendongsheng 等 [18]在 zn1xalxo（ azo）中添加少量經(jīng)化學(xué)還原的石墨烯氧化物（ rgos）以調(diào)價(jià)其載體濃度，從而到達(dá)優(yōu)化熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率的目的。研究表明，在 azo/rgos 中， zn2+被rgo 所捕獲而釋放出多余電子，因此電子濃度增大。 azo 和 rgo邊界聲子散射顯著地降低了晶格的熱導(dǎo)率。 rgo 的 摻入量為%溫度 900℃ 時(shí)獲得了較高的品質(zhì)因子 ，此值是純 zno的 8 倍，比 azo高出 60％。 liangxin[19]利用火花等離子燒結(jié)方法制備了 摻入含量不同的納米 gazno 陶瓷，研究表明 電子和點(diǎn)缺陷的濃度，導(dǎo)致電導(dǎo)率顯著增大、熱導(dǎo)率降低。發(fā)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)界面會(huì)增加兩種載流
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