采用溶胶凝胶及冷压方法,通过在Ca3Co39Cu01O99-δ体系中引入不同量的Ag+或yb3+离子来调控体系的热电性能,制备了可在300～ 880 K下稳定存在且热电性能优良的陶瓷材料Ca3-xAgxCo3.9Cu01O9-δ(x=0.1,0.15,0.2,0.3)和Ca3-yYbyCo3.9Cu0.1O9-δ(y=0.05,0.1,0.2,0.3).通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对产物进行了表征,结果显示所制备的样品纯度较高,晶粒均匀,晶粒间较致密.适量的Ag+,yb3+离子取代Ca2+离子固溶到晶体中使制备的双掺杂材料晶胞体积发生了变化,但并未引起晶体对称结构的变化.电阻率和Seebeck系数的表征结果说明双掺杂优化了载流子的浓度,随着温度的升高电阻率不断减小,Seebeck系数不断增大.经过计算可知Seebeck系数的增大还有电子有效质量的贡献.热导率表征结果显示双掺杂体系的热导率随着温度的升高而减小,其中声子热导依然起主要作用,这与单掺杂体系的结果一致.随着温度的升高,双掺杂样品Ca27Ag0.3Co3.9Cu0.1O9-δ在880 K下ZT值达到最大,为0.2.
双掺杂 溶胶-凝胶法 热电性能 陶瓷材料