[發明專利]一種雙摻雜Ca3Co4O9熱電材料及微波合成方法在審
| 申請號： | 201610044567.8 | 申請日： | 2016-01-22 |
| 公開（公告）號： | CN105693214A | 公開（公告）日： | 2016-06-22 |
| 發明（設計）人： | 解勤興;張仁偉;鄭安冉;何青原;解超;張宇峰 | 申請（專利權）人： | 天津工業大學 |
| 主分類號： | C04B35/01 | 分類號： | C04B35/01;C04B35/622;C04B35/626 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 300387 *** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 摻雜 ca sub co 熱電 材料 微波 合成 方法 | ||
技術領域
本發明涉及無機非金屬材料技術領域，特別是涉及一種雙摻雜Ca3Co4O9熱電材料及其微波合成方法。
背景技術
熱電材料是一種可以將熱能和電能直接進行相互轉換的功能材料，可應用于溫差發電、熱電制冷等領 域。在溫差發電方面，熱電器件可將地熱、太陽熱能、工廠廢熱及汽車尾氣排放的熱量轉換成電能，從而 實現能量的有效回收利用，達到節能減排的目的。熱電器件組成主要是以p型和n型半導體材料，結構緊 湊，無噪音、無污染，近年來成為熱點研究課題之一。
目前溫差發電的效率在10-15％左右，還遠遠低于傳統發電技術。研究發現，熱電器件的工作效率和材 料的熱電優值(ZT＝S2T/ρκ，其中S為熱電勢，T為絕對溫度，ρ為電阻率，κ為熱傳導系數)密切相關。 Ca3Co4O9熱電材料可以在氧化氣氛下使用，高溫性能穩定，同時制備工藝簡單、使用方便，因此在高溫溫 差發電應用方面具有獨特優勢(JournaloftheEuropeanCeramicSociety，2012，32(3)：525-540.)，但是其 熱電優值仍需要進一步提高。同時，Ca3Co4O9的制備大多采用常規高溫固相反應法，存在反應時間長、效 率低、能耗大的缺點。
發明內容
為了克服上述現有技術的不足，本發明以微波合成技術制備Na/In、La/In、Sr/In及Sb/In雙摻雜 Ca3Co4O9熱電材料。所合成的雙摻雜Ca3Co4O9熱電材料與常規方法制備的同類材料相比，性能相近或更優異， 但制備周期大大縮短，也有利于降低能耗。
本發明所采用的技術方案是：
采用的氧化鈷為四氧化三鈷和三氧化二鈷中的一種或兩種；
采用的無機鹽為硝酸鹽、碳酸鹽及草酸鹽中的一種或幾種；
Na、La、Sr和Sb元素摻雜Ca位，In元素摻雜Co位，其中Na、La、Sr、Sb與Ca元素的摩爾比為0～ 1/2，In與Co元素的摩爾比為0～1/3。
將碳酸鈣、氧化鈷及鈉、鑭、鍶及銦的無機鹽或氧化物按照一定比例混合，球磨后壓制成型，并在600 ～1000度微波燒結10-60分鐘。然后將所得物料粉碎并二次壓制，在600～1000度進行二次高溫燒結后 得到。
附圖說明
圖1為實施例1產物的掃描電鏡圖。
圖2為實施例2產物的掃描電鏡圖。
圖3為實施例3產物的掃描電鏡圖。
圖4為實施例4產物的掃描電鏡圖。
圖5為實施例產物的X射線衍射圖譜。
具體實施方式
實施例1：Na/In雙摻雜Ca3Co4O9熱電材料的制備
按照Ca/Na/Co/In＝2.98/0.02/3.98/0.02的摩爾比分別稱取一定質量的碳酸鈣、硝酸鈉、三氧化二 鈷及三氧化二銦進行混合。將混合物料進行球磨，并壓制成型。將樣品在微波高溫爐中750度燒結30分 鐘。將得到的產物粉碎、壓制成型，并在微波高溫爐中750度燒結30分鐘。冷卻到室溫后即得到Na/In 雙摻雜Ca3Co4O9熱電材料，如圖1所示。材料的X射線衍射譜圖與Ca3Co4O9的標準譜圖相符，如圖5所示。
實施例2：La/In雙摻雜Ca3Co4O9熱電材料的制備
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