助燒劑對LaCoO3陶瓷燒結(jié)性能及熱電性能的影響.pdf

1、LaCoO3基氧化物是目前備受關(guān)注的p型熱電氧化物材料之一，由于其燒結(jié)溫度較高，在制備熱電器件過程中難以與低熔點的廉價金屬共燒，從而限制了其應(yīng)用。本論文通過選擇適當(dāng)?shù)闹鸁齽?，在降?LaCoO3陶瓷燒結(jié)溫度、縮短燒結(jié)時間的同時，改善材料的熱電性能，起到助燒和改性的雙重作用。
　　本文研究了 B2O3、B2O3-CuO以及 Bi2O3-B2O3-SiO2(以下簡稱 BBS)助燒劑對LaCoO3陶瓷的燒結(jié)溫度、致密度、晶粒形態(tài)的影響；

2、在50～500℃的溫度范圍內(nèi)，研究了 LaCoO3陶瓷材料的電導(dǎo)率、Seebeck系數(shù)、熱導(dǎo)率、功率因子以及熱電優(yōu)值 ZT隨溫度的變化規(guī)律，同時分析了燒結(jié)溫度、助燒劑的種類和用量對材料熱電性能的影響。
　　單一助燒劑 B2O3不能實現(xiàn) LaCoO3陶瓷的低溫?zé)Y(jié)。B2O3-CuO助燒劑對LaCoO3陶瓷具有降低燒結(jié)溫度和摻雜改性的雙重作用：LaCoO3的燒結(jié)溫度通常在1200℃以上，加入 B2O3-CuO助燒劑可將其燒結(jié)溫度降低至

3、1000℃以下；同時，B2O3-CuO的加入提高了材料的電導(dǎo)率，雖然 Seebeck系數(shù)有所下降，但在不同的燒結(jié)溫度下，各試樣的功率因子均高于未加助燒劑的LaCoO3。另外，材料的熱導(dǎo)率隨燒結(jié)溫度的降低而降低。1000℃燒結(jié)溫度下，B2O3-CuO助燒劑的添加量為2.5mass％的材料在測試溫度為100℃時 ZT值達最大，為0.073，比未加助燒劑的LaCoO3提高了9倍，并且比該材料在1100℃燒結(jié)后的ZT值提高了約50%，這說明B2

4、O3-CuO助燒劑使LaCoO3在較低的燒結(jié)溫度下獲得了更佳熱電性能。
　　BBS助燒劑可進一步將LaCoO3陶瓷的致密化溫度降低至950℃。BBS的加入使材料的電導(dǎo)率明顯高于未加助燒劑的LaCoO3材料，而 Seebeck系數(shù)相差不大，950℃燒結(jié)時，添加3.0mass%BBS助燒劑的LaCoO3陶瓷的功率因子仍高達1.03×10-4W·m-1·K-2，與經(jīng)冷等靜壓成型后1200℃燒結(jié)條件下制備的未加助燒劑的LaCoO3試樣的功