Ca2Co2O5制备及热电性能研究

来源 :中南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:w_mz2007
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摘要:随着人类社会和经济的发展,能源短缺与环境污染问题日益突出。热电技术作为一种绿色环保的能源技术,在制冷与发电领域受到了极大关注。氧化物热电材料是一种极具潜力的新型热电材料体系,与其他热电材料相比,具有使用温度范围广、抗氧化、无污染、使用寿命长、热电性能优越等特点。氧化物热电材料常用制备方法包括固相反应法、溶胶-凝胶法、高能球磨法等。但固相反应法所需反应温度较高,反应时间较长;溶胶-凝胶法所得粉体疏松,易残留氧化物和有机质;高能球磨法易污染材料,能耗高,且易引入晶格应力。因此,本文以硝酸钙、硝酸钴和脲素为原料,采用均匀沉淀法制备Ca2Co2O5粉体,考察硝酸钙与硝酸钴摩尔配比、脲素与硝酸盐(硝酸钙、硝酸钴)摩尔配比、水浴加热时间、水浴加热温度、搅拌条件对前驱体合成的影响;分析前驱体煅烧温度,煅烧时间、煅烧气氛对Ca2Co2O5粉体合成的影响;研究均匀沉淀法制备Ca2Co2O5粉体的形成机理;采用冷压烧结法制备Ca2Co2O5陶瓷,考察粘结剂用量、成型压力、保压时间对Ca2Co2O5陶瓷制备的影响,并对其抗压性能与热电性能进行测试分析。研究结果表明:采用均匀沉淀法可以获得粒度均匀、颗粒尺寸约1μm、片状Ca2Co2O5粉体;粉体经冷压烧结后可获得表面光滑、内部致密、抗压强度约90MPa的Ca2Co2O5陶瓷;均匀沉淀法形成机理研究表明,溶液中阳离子以碱式碳酸盐形式形成沉淀;热电性能测试结果表明,在测试温度范围内,采用均匀沉淀法和冷压烧结工艺所获得的Ca2Co2O5陶瓷具有较好的热电性能。图32幅,表12个,参考文献101篇。
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