Sm3＋掺杂CaMnO3的制备与热电性能.pdfVIP

助 材 料 2010年第1O期(41)卷 Sm3+掺杂 CaMnO3的制备与热电性能 贾 坤，魏长平，许 洁，吕志军 (长春理工大学 化学与环境工程学院，吉林 长春 130022) 摘 要： 以硝酸盐为原料，采用溶胶一凝胶法结合常 于费米面上的态密度差一个重要的途径就是通过碱土 压烧 结在 1000℃制备 出CaMnO。和掺 杂 Sm什 的 金属或稀土金属 的Ca位掺杂[8]，本文采用 Sm对 Ca (Ca1…Sm MnO。)热 电材 料 。利 用 TG—DTA、XRD、 位进行掺杂 ，系统地研究了Sm掺杂对其高温热 电性 SEM研 究了材料 的物相和微观形貌 ，重点考察 了 能的影响。 Sm抖掺杂对 CaMnO。的高温热 电性 能参数 Seebeck 系数 、电阻率和功率因子的影响。结果表 明，制备 出的 2 实 验 Sm。掺杂的热电材料为单一的物相 ，具有致密的内部 2．1 样品的制备 结构，Sm抖掺杂可以有效地改变其热电性能，当Sm。 选用分析纯的Ca(NO。)z·4HzO、Mn(NO。)z和 的掺杂量为0．05时可获得最佳 的热电性能，600℃它 柠檬酸原料，按化学计量 比进行称量溶于溶剂 中，当在 的功率 因子为 2．3×1O W ／(m ·K )。 50℃缓慢磁力搅拌加热得到黄色 的透明溶液后 ，向溶 关键词： 溶胶一凝胶法 ；掺杂 ；锰酸钙；热电性能 液中加入一定量的乙二醇 ，继续升温到 80℃蒸发溶剂 中图分类号 ： TN3 文献标识码：A 得到具有一定粘度和流动性 的透 明溶胶 ，然后在 文章编号：1001-9731(2010)10-1738-03 120℃下干燥得 到蓬松 的干凝胶 。将 此干凝胶在 1 引 言 300℃下进行热处理得到蓬松的粉末 ，将粉末充分研磨 在一定的压力下压片，最后放入高温炉 中进行烧结得 氧化物半导体 陶瓷材料是新型的中高温热电材 到所需的块状固体 CaMnO。。掺杂样品也利用同样的 料，可用于废热发电等领域Il_3]。利用热 电材料制成的 热电器件具有结构简单 、无运动部件 、污染和噪声少等 方法制备。 优点而备受关注 。热电材料的性能常用热电品质因子 2．2 样品的表征 Z来衡量 ，其Z值可表示为： 采用美国TA仪器公司 SDT2960型热分析仪测 试干凝胶的差热一热失重 曲线，空气气氛，升温速率为 z 一 ． 10℃／min。利用D／MAX2RA型 X射线衍射仪对样 式中，s为Seebeck系数；为电导率；K为热导率。 品进行 XRD测量，CuKa靶 ，测试范 围 1O～80。。样品 品质因子越大，材料 的热电性能就越好。因此对于一 的形貌利用 JXA一840型扫描显微镜观察。热 电性能 个很好 的热电材料 ，最理想的要求就是要有高的See— 用 ZEM一1型热电性能测试仪测量 ，测量范围从室温～ beck系数和 电导率 以及低 的热导率 ]。 目前所发现