作者：杨涛; 程铁欣; 周广栋双掺杂热电性能陶瓷材料
摘要：采用溶胶-凝胶和冷压方法，在Ca3Co4O9-δ体系中引入不同量的Ag＋，Sr2＋或Yb3＋离子制备了可在300~870 K下稳定存在且热电性能优良的陶瓷材料Ca3-x-yAgxSryCo4O9-δ，Ca3-x-zAgxYbzCo4O9-δ和Ca3-y-zSryYbzCo4O9-δ（x，y，z=0.1，0.15，0.2）.通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（IR）和扫描电子显微镜（SEM）等手段对产物进行表征.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＋，Sr2＋，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系数结果表明，双掺杂优化了样品载流子的浓度，使样品电阻率不断减小，并使Seebeck系数的值不断增大.经过计算可知，Seebeck系数随电子有效质量的增大而增大.热导率结果表明，双掺杂的样品热导率随掺杂元素的不同而变化，计算结果显示声子热导依然在样品中占据主体贡献，这与Ca3Co4O9-δ单掺杂Ag＋，Sr2＋或Yb3＋的结果吻合.随着温度的升高，双掺杂样品Ca2.7Ag0.2Yb0.1Co4O9-δ在870 K下热电优值（ZT）值达到最大（0.18）.
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