李晓玲的作业.pptx

高度织构NaCo2O4陶瓷的热电性能研究
2006年
第21卷
第2期
无机化学报
主要内容
背景知识
实验
NaCo204单晶的性能
实验方法
实验结果
结果与讨论
分析
结果
一:背景知识
、无运动部件、,传统的热电材料,如Bi2Te3、SiGe合金等,在高温下容易分解或氧化,影响了使用的性能和寿命。
1997年,Terasaki等发现NaCo204单晶具有很好的热电性能。如下:
室温时的面内电阻率为 ·cm, S 为IO0µV/k。
NaCo204单晶是一种具有青铜矿型层状结构的过渡金属氧化型的“电子晶体一声子玻璃。
因此NaCo204被认为是一种很有潜力的氧化物热电材料.
NaCo204单晶的优点
缺点和解决方法
单晶NaCo204的制备非常困难,得到的样品往往很小,因此,如何制备具有与单晶的热电性能相当的NaCo20 4陶瓷样品备受关注.
由于结晶各向异性的陶瓷样品对于降低电阻率,,例如利用反应模板晶粒生长法和柠檬酸复合体法制备的陶瓷材料的织构程度明显提高,衡量结晶各向异性程度的 ,热电性能也得到相应提高.
. 在较高的压力下冷压成型能够提高压坯的致密度,减小样品内颗粒间的距离,提高烧结活性,从而有利于晶粒的择优生长和提高陶瓷样品的致密性。我们期望结合冷高压成型和常规的固相烧结能够使得晶粒取向排列,从而制备出具有高度结晶各向异性的陶瓷样品
二:实验
,Na2CO3和Co2Oa初始原料粉末充分混合。
利用普通的钢制模具在500MPa的冷压下成型后置于管式炉中在860。C 烧结 10h;
然后重新将块材样品用玛瑙研玻磨碎、充分研磨1h,再利用特制的硬质合金模具在2GPa的高压下冷压成圆片状最后将冷高压成型后的样品放在管式炉中于900。C 烧结10h.
由于在烧结过程中Na容易挥发,因此在配料时我们多加20%的Na,.
1,实验方法(样品制备)

样品的x 射线衍射谱(XRD)利用D型x 射线衍射仪测得的,采用的是Cu靶Ka射线;,停留时间为2s
样品的显微结构和形貌利用HITACHI S-4700扫描电子显微镜观察.
样品的低温热电性质利用物理性质测量系统(PPMS)的热输运选项(TTO) 可以同时测量样品的ρ、S以及 k,从而可以直接给出z t
PPM ~10_。。Pa,测量的温区为5~300K.
三,相关结果与分析
a------最终烧结后的NaCo2O4片状
样品的XRD 谱图
b---最终烧结后的圆片状样品充分研磨后的粉末XRD 谱图,
C----NaCo204的JCPDS 卡片
发现较强峰(002)、(004)都是来源于(00z}晶面的衍射峰,而JCPDS卡片中其他较强的衍峰,如(102)和(104)等都变得非常弱,甚至观察不到,结果表明经过冷高压压制和高温烧结,样品内部具有层状结构的晶粒的C轴倾向于沿着施加压力的方向取向,形成了高度织构.
b图,可以看出其他晶面的衍射峰都显示出来,,块材样品中晶粒的取向排列被部分破坏,从而使其他晶面的衍射峰显示出来.