14375.ag摻雜la2cuo4和nb摻雜srtio3熱電性能的研究

1、中圖分類號：0469密級：公開UDC：530學校代碼：10094訝I￡鱖藝尤李碩士學位論文(學歷碩士)Ag摻雜La2Cu04和Nb摻雜SrTi03熱電性能的研究InvestigationonthethermoelectricpropertiesforAgdopedLa2Cu04andNbdopedSrTi03研究生姓名：指導教師：學科專業(yè)：研究方向：論文開題日期：鞏靜李壯志副教授凝聚態(tài)物理熱電材料2014年9月2日摘要能源是人類最基本的

2、物質(zhì)來源，隨著人類活動以及科技革命的不斷進行，一些傳統(tǒng)的不可再生能源面臨著日益枯竭的問題，導致新能源的開發(fā)迫在眉睫，然而，新能源的開發(fā)與利用需要借助能源材料來實現(xiàn)。所以，熱電材料成了材料科學研究熱點。熱電器件能將各種廢熱例如來自發(fā)電廠、工廠、電腦甚至人類的身體，轉(zhuǎn)化為電能。其主要應用有溫差發(fā)電和熱電制冷，溫差發(fā)電是利用塞貝克效應，直接將熱能轉(zhuǎn)化為電能。熱電制冷則是利用帕爾貼效應制造熱電制冷機，它具有尺寸小、質(zhì)量輕、無任何機械轉(zhuǎn)動部分、工

3、作無噪聲、無制冷液體等優(yōu)點，因而不存在污染環(huán)境問題。熱電制冷己用于很多領(lǐng)域，成為了2l世紀綠色環(huán)保熱電材料研究的亮點。然而，熱電材料面對的最大挑戰(zhàn)是能量轉(zhuǎn)換效率還不是很高。為實現(xiàn)熱電材料的大規(guī)模應用，科研工作者通常使用摻雜等一些手段努力提高已有材料的性能。目前一些摻雜技術(shù)都很復雜，或是對儀器設(shè)備條件要求苛刻，幾乎不能大規(guī)模生產(chǎn)。而離子束注入已經(jīng)成功應用于氧化物薄膜材料的摻雜過程中，可以利用來進行熱電材料的摻雜改進。熱電材料性能的高低在很

4、大水平上依賴于載流子濃度。只有進行適量摻雜，使載流子濃度達到最佳值，才能獲得較好的熱電性能【21。論文中嘗試對P型氧化物熱電材料La2Cu04摻雜Ag，研究其對材料電、熱輸運性能的影響；另外，對n型熱電材料SrTi03進行了離子束注入Nb元素的熱電性能研究。本文包括如下幾方面的工作：1、用傳統(tǒng)的固相燒結(jié)法合成了系列Ag摻雜La2Cu04多晶陶瓷樣品，并研究了其熱電性能。使用PPMS的TTO模塊測量了該系列樣品的電阻率、塞貝克系數(shù)和熱導率

5、隨溫度的變化，計算了材料的Z丁(Z產(chǎn)∥黝彤)值。測試發(fā)現(xiàn)，該系列樣品的電阻率和塞貝克系數(shù)隨著Ag含量的增加而降低，而熱導率隨著Ag含量的增加先降低后升高。該系列樣品的z丁最大值出現(xiàn)在300K左右，并隨Ag含量的增加向低溫移動。在308K時，5％摩爾含量Ag摻雜La2Cu04樣品表現(xiàn)出所有樣品中的最大z丁值0018，是純La2Cu04樣品的2倍。2、將SrC03(9995％)、Ti02(9999％)31Nb205(9999％)按化學計量比