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Ca3Co4-xCuxO9/Bi2Ca3Co2O9 复合热电材料研究西华大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作 所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本 论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学 位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均 已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期:西华大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，在校 攻读学位期间论文工作的知识产权属于西华大学，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，西 华大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。(必威体育官网网址的论文在 解密后遵守此规定)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：西华大学硕士学位论文摘要热电材料是一种能够实现热能与电能直接相互转化功能材料，主要用于制冷和发 电等领域，热电器件具有无噪音，无辐射，无污染，寿命长、无需维护等诸多优点， 所以近年来热电材料和热电器件都得到了广泛的研究。Ca3Co4O9是一种层状氧化物热 电材料，具有良好的结构稳定性和化学稳定性，且对环境友好，抗氧化，适合大规模 生产，是一种潜在的中高温热电材料。对Ca3Co4O9材料的研究主要集中在掺杂改性、 组织优化和复合改性方面，掺杂在降低材料电阻率的同时，也会降低Seebeck系数，因 此掺杂对材料性能的改善是有限的；组织优化主要是使Ca3Co4O9片层产生取向排列， 由于片层间界面的影响，取向排列材料的性能很难超过Ca3Co4O9单晶材料。与银粒子 复合能够优化Ca3Co4O9材料的性能，但银的热电性能较差，这种复合改性也是有限的。 本小组将Ca3Co4O9材料与具有热电性能的Bi2Ca3Co2O9复合，取得了一些较好的初步结 果，本文对此进行更加深入的研究。本文首先对 Ca3Co4O9 材料的合成方法、掺杂改性进行了实验研究，用助溶剂法合 成了性能较好的 Ca3Co4-xCuxO9 粉体，接着加入 Bi2O3 热压并经过适当的退火处理，得 到了 Ca3Co4-xCuxO9/Bi2Ca3Co2O9 复合材料。其次，本文表征了复合材料的组织和性能， 观察到了具有 Ca3Co4-xCuxO9-Bi2Ca3Co2O9-Ca3Co4-xCuxO9 交替叠加结构的复合材料形 貌，研究了掺 Cu 量和 Bi2O3 加入量对复合材料性能的影响，所得材料的最大输出功率 达到 110mW（约 0.6mW/cm3K)，在 973K 时的最大 ZT 达到 0.49。最后，本文分析了 样品材料的导电机理，在 600K 以上，材料导电符合极化子跃迁导电机制，且极化子 跃迁激活能随着掺杂量的增加而降低，随 Bi2O3 加入量的增加先降低后增加。关键词：氧化物热电材料；Ca3Co4O9/Bi2Ca3Co2O9；复合材料ICa3Co4-xCuxO9/Bi2Ca3Co2O9 复合热电材料研究AbstractThermoelectric materials is a king of functional materials achieving thermal energy and electrical energy directly into each other, mainly used for refrigeration and power generation. Thermoelectric devices have no noise, no radiation, no pollution, no maintenance, long service life and many other advantages, in recent years, thermoelectric materials and thermoelectric devices have been extensively studied. Ca3Co4O9 is a layered oxide thermoelectric material, with good structure and chemical stability, and environment-friendly, anti-oxidation, suitable for mass production, and is a kind of potential high-temperature thermoelectric mater