外磁場作用下Ag、Sr和Bi摻雜的Ca3Co4O9+δ基材料的制備及電輸運(yùn)性能.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文采用溶膠-凝膠與熱壓燒結(jié)相結(jié)合,并在合成和預(yù)壓的過程中引入外磁場的方法制備出金屬Ag,Sr單摻和Ag與Bi共摻的Ca3Co4O9+δ基材料。利用X射線衍射(XRD),掃描電鏡(SEM)和能譜測試(EDS)對材料的微觀形貌和物相進(jìn)行了分析和表征。測量材料在473K~1023 K溫度范圍內(nèi)的Seebeck系數(shù)S、電阻率ρ隨溫度的變化情況,通過PF計(jì)算研究摻雜元素含量和外加磁場對材料電輸運(yùn)性能的影響規(guī)律。通過分析XRD圖譜中的物相,衍射峰

2、位偏移以及計(jì)算出的晶格參數(shù),表明Sr和Bi完全摻雜進(jìn)入Ca3Co4O9+δ基材料晶格中,而Ag不僅摻雜在材料晶格中,而且作為金屬相進(jìn)入了晶格間隙中。對比不同含量樣品的SEM圖像,發(fā)現(xiàn)相比于無磁場的樣品,外加磁場樣品層狀微觀結(jié)構(gòu)更加明顯,取向也更加一致,說明了外加磁場能夠促使樣品的微觀內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擇優(yōu)取向。綜合考慮電阻率和Seebeck系數(shù)兩者最優(yōu)組合,以獲得相對最大的功率因子PF值,通過對金屬Ag,Sr單摻和Ag與Bi共摻Ca3Co4O

3、9+δ基材料的電性能研究表明,所有樣品的PF值均隨溫度升高而增長,在溫度為1023 K存在最大值。對于無外加磁場樣品,金屬Ag,Bi摻雜對PF影響不大,而金屬Sr摻雜會使PF降低。另外,外加磁場樣品的PF值都比無外加磁場樣品更大。Ag單摻樣品中,外加磁場的Ca2.75Ag0.25Co4O9樣品具有最大PF值0.22 mWm-1K-2,高出純Ca3Co4O9樣品31%。Ag與Bi共摻樣品中,外加磁場下的Ca2.85Ag0.25Co3.95

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