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热电材料Ca_3Co_4O_9的制备及掺杂性能研究

冯建林  
【摘要】: 随着可开发性能源的日益减少,煤、石油、天然气开采以及加工引起的环境污染(空气污染、酸雨、温室效应等)日趋严重,开发清洁环保的新能源迫在眉睫。热电转换装置由于具有结构紧凑、没有移动部件、工作无噪声、使用寿命长、安全不失效、易于自动检修、无污染等优点,从而激起了人们的研究热情。作为热电发电器的核心部分的热电材料自然成为研究的重点,本论文工作以Ca_3Co_4O_9热电材料为研究对象,通过不同元素掺杂来改善它的热电性能,已经初步取得了良好的效果。 本论文采用溶胶-凝胶法制备了Ca_3Co_4O_9以及掺杂不同离子(Na~+,Ag~+,La~(3+))的热电材料,通过TG-DTA、IR、XRD、SEM以及热电性能测试等技术研究了样品的结构、微观形貌以及热电性能,并考察了掺杂不同的离子对Ca_3Co_4O_9的结构和热电性能的影响。结果表明,利用溶胶-凝胶法制备的Ca_3Co_4O_9热电材料与其它方法制备的样品相比,具有致密的内部结构以及良好的热电性能。按照不同配比掺杂各种不同金属离子(Na~+,Ag~+,La~(3+))后,优化了样品的载流子浓度,使样品的热电性能有了不同程度的改善。


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