钛酸锶热电复合材料的制备及性能研究

发布时间：2021-05-09 02:28

　　随着工业化的迅猛发展,能源消耗和环境污染日趋严重,急需有效的能源转换材料来解决问题。而热电材料是一种环境友好型的能源转换材料,可以直接将热能转换成电能。合金热电材料具有较高的热电性能,成为人们研究热点,但因成本高、毒性大制约发展。在氧化物热电材料中,SrTiO₃（STO）具有高温热稳定性好、原料较丰富、无毒等优点被广泛关注,材料本身较差的电导率和高的热导率一直制约其发展,寻找提高钛酸锶热电性能的方法至关重要。因此本论文选取钛酸锶基热电材料为研究对象,在掺杂基础上保持相对较高的电导率,再通过形成复合材料,利用界面效应增强声子散射降低热导率,提高钛酸锶的热电性能。本论文通过水热法制备不同镧铌掺杂浓度的STO（LaNb-STO）,并与纯STO复合,得到的复合粉体（STO/LaNb-STO）呈现不规则片状,尺寸为15²5nm,主相是钙钛矿结构的STO且La、Nb元素掺杂到了晶格中。利用冷压埋烧法制备STO/LaNb-STO复合块体,在碳粉埋烧的还原气氛下产生了一定的氧空位,提高电导率。复合块体中存在杂质相TiO₂,且随着La、N... 

【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 热电材料的研究背景
    1.2 热电效应及热电性能表征
        1.2.1 塞贝克效应
        1.2.2 帕尔帖效应
        1.2.3 汤姆逊效应
        1.2.4 热电性能
    1.3 热电材料的应用
        1.3.1 温差发电
        1.3.2 热电制冷
    1.4 热电材料的研究进展
        1.4.1 合金热电材料
        1.4.2 氧化物热电材料
        1.4.3 钛酸锶热电材料
            1.4.3.1 掺杂改性
            1.4.3.2 微观结构调控
            1.4.3.3 钛酸锶热电复合材料
    1.5 本论文选题意义及内容
        1.5.1 本论文选题意义
        1.5.2 本论文研究内容
第二章 实验方法及表征手段
    2.1 STO复合粉体的制备
        2.1.1 STO/LaNb-STO复合粉体的制备
        2.1.2 TiO_2/La10Nb10-STO复合粉体的制备
    2.2 STO复合块体的制备
    2.3 物相分析及微观结构表征
        2.3.1 物相分析
        2.3.2 微观结构表征
    2.4 热电性能测试
        2.4.1 塞贝克系数及电导率测试
        2.4.2 热导率测试
第三章 STO/LaNb-STO复合材料的微观结构及热电性能研究
    3.1 La(Nb)-STO/Nb(La)-STO复合材料的物相分析及热电性能研究
        3.1.1 物相分析
        3.1.2 热电性能研究
    3.2 STO/LaNb-STO复合粉体的微观结构表征
        3.2.1 物相分析
        3.2.2 微观结构分析
    3.3 STO/LaNb-STO复合块体的微观结构表征
        3.3.1 物相分析
        3.3.2 微观结构分析
    3.4 STO/LaNb-STO复合块体的热电性能研究
        3.4.1 电性能分析
        3.4.2 热性能分析
        3.4.3 ZT分析
    3.5 本章小结
第四章 TiO_2的量对LaNb-STO的微观结构和热电性能的影响
    4.1 TiO_2粉体的物相分析
        4.1.1 煅烧温度对TiO_2的物相影响
        4.1.2 煅烧温度对10mol%Nb掺杂TiO_2物相的影响
    4.2 TiO_2/La10Nb10-STO复合材料的物相分析
        4.2.1 复合粉体的物相分析
        4.2.2 复合块体的物相分析
    4.3 TiO_2/La10Nb10-STO复合块体的微观结构分析
    4.4 TiO_2的量对La10Nb10-STO热电性能的影响
        4.4.1 电性能分析
        4.4.2 热性能分析
        4.4.3 ZT分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3176437