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Ba/Ag双掺杂对Ca3Co4O9基热电氧化物热传输性能的影响

张飞鹏 段坤杰 曾宏 张久兴

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Ba/Ag双掺杂对Ca3Co4O9基热电氧化物热传输性能的影响

张飞鹏, 段坤杰, 曾宏, 张久兴

Effect of double substitution of Ba and Ag on thermal transport of Ca3Co4O9-based thermoelectric oxide

Zhang Fei-Peng, Duan Kun-Jie, Zeng Hong, Zhang Jiu-Xing
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  • 采用溶胶-凝胶结合放电等离子烧结的方法制备了Ba, Ag双掺杂的BaxAgyCa2.8Co4O9块体热电氧化物材料, 利用X射线衍射仪, 扫描电子显微镜和热参数测试仪分析了所得样品的物相、微观组织结构和热输运性能. 结果表明, 通过Ba, Ag双掺杂有效调制了Ca3Co4O9的热传输性能, 增加Ba掺杂量能有效降低其热导率. 分析结果表明, Ba, Ag双掺杂对热导率的调制来源于对晶格热导率的调制, 其中Ba, Ag等量掺杂所得样品热导率最低, 其总热导率和晶格热导率在973 K时分别达到了1.43 W/mK和1.10 W/mK.
    The Ba and Ag co-doped BaxAgyCa2.8Co4O9 thermoelectric bulk materials are fabricated by acid sol-gel and spark plasma sintering method. The phase compositions, microstructures and thermal transport properties of the resulting bulk materials are analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and the thermal transport constant measurement apparatus. The results show that the thermal conduction behavior for the titled system can be effectively tuned by Ba and Ag co-doping, and the thermal conductivity could be reduced by increasing the Ba doping content. The analysis results show that the total thermal conduction suppressing comes from the lattice thermal conduction confinement. The Ba0.1Ag0.1Ca2.8Co4O9 bulk material is found to have the lowest thermal conductivity with total thermal conductivity and lattice thermal conductivity reaching 1.43 W/mK and 1.10 W/mK at 973 K, respectively.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51201037);北京市自然科学基金(批准号:2122020)和河南省基础与前沿计划研究项目(批准号:132300410071)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51201037), Beijing Municipal Natural Science Foundation, China (Grant No. 2122020) and Basic and Advanced Technology Research Project of Henan Province, China (Grant No. 132300410071).
    [1]

    Terasaki I, Sasago Y, Uchinokura K 1997 Phys. Rev. B 56 12685

    [2]

    Shikano M, Funahashi R 2003 Appl. Phys. Lett. 82 1581

    [3]

    Fergus J F 2012 J. Euro. Ceram. Soc. 32 525

    [4]

    Zhang F P, Zhang X, Lu Q M, Zhang J X, Liu Y Q 2011 J. Alloys Compd. 509 4171

    [5]

    Lu Q M, Zhang J X, Zhang Q Y, Liu Y Q, Liu D M 2006 25th International Conference on Thermoelectrics 2006 (New Jersey: IEEE Piscateway) p66

    [6]

    Masset A C, Michel C, Maignan A, Hervieu M, Toulemonde O, Studer F, Raveau B 2000 Phys. Rev. B 62 166

    [7]

    Zhang F P, Zhang X, Lu Q M, Zhang J X, Liu Y Q, Zhang G Z 2011 Solid State Sci. 13 1443

    [8]

    Zhang X, Ma X Y, Zhang F P, Wu P X, Lu Q M, Liu Y Q, Zhang J X 2012 Acta Phys. Sin. 61 047201 (in Chinese) [张忻, 马旭颐, 张飞鹏, 武鹏旭, 路清梅, 刘燕琴, 张久兴 2012 61 047201]

    [9]

    Li J C, Wang C L, Wang M X, Peng H, Zhang R Z, Zhao M L, Liu J, Zhang J L, Mei L M 2009 J. Appl. Phys. 105 043503

    [10]

    Shi X, Hong H, Li C P, Uher C, Yang J, Salvador J R, Wang H, Chen L, Zhang W 2008 Appl. Phys. Lett. 92 182101

  • [1]

    Terasaki I, Sasago Y, Uchinokura K 1997 Phys. Rev. B 56 12685

    [2]

    Shikano M, Funahashi R 2003 Appl. Phys. Lett. 82 1581

    [3]

    Fergus J F 2012 J. Euro. Ceram. Soc. 32 525

    [4]

    Zhang F P, Zhang X, Lu Q M, Zhang J X, Liu Y Q 2011 J. Alloys Compd. 509 4171

    [5]

    Lu Q M, Zhang J X, Zhang Q Y, Liu Y Q, Liu D M 2006 25th International Conference on Thermoelectrics 2006 (New Jersey: IEEE Piscateway) p66

    [6]

    Masset A C, Michel C, Maignan A, Hervieu M, Toulemonde O, Studer F, Raveau B 2000 Phys. Rev. B 62 166

    [7]

    Zhang F P, Zhang X, Lu Q M, Zhang J X, Liu Y Q, Zhang G Z 2011 Solid State Sci. 13 1443

    [8]

    Zhang X, Ma X Y, Zhang F P, Wu P X, Lu Q M, Liu Y Q, Zhang J X 2012 Acta Phys. Sin. 61 047201 (in Chinese) [张忻, 马旭颐, 张飞鹏, 武鹏旭, 路清梅, 刘燕琴, 张久兴 2012 61 047201]

    [9]

    Li J C, Wang C L, Wang M X, Peng H, Zhang R Z, Zhao M L, Liu J, Zhang J L, Mei L M 2009 J. Appl. Phys. 105 043503

    [10]

    Shi X, Hong H, Li C P, Uher C, Yang J, Salvador J R, Wang H, Chen L, Zhang W 2008 Appl. Phys. Lett. 92 182101

  • [1] 徐浩哲, 徐象繁. Al2O3基导热聚合物中的热逾渗网络.  , 2023, 72(2): 024401. doi: 10.7498/aps.72.20221400
    [2] 郑翠红, 杨剑, 谢国锋, 周五星, 欧阳滔. 离子辐照对磷烯热导率的影响及其机制分析.  , 2022, 71(5): 056101. doi: 10.7498/aps.71.20211857
    [3] 郑翠红, 杨剑, 谢国锋, 周五星, 欧阳滔. 离子辐照对磷烯热导率的影响及其机制分析.  , 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211857
    [4] 唐道胜, 华钰超, 周艳光, 曹炳阳. GaN薄膜的热导率模型研究.  , 2021, 70(4): 045101. doi: 10.7498/aps.70.20201611
    [5] 王莫凡, 应鹏展, 李勰, 崔教林. 多组元掺杂提升Cu3SbSe4基固溶体的热电性能.  , 2021, 70(10): 107303. doi: 10.7498/aps.70.20202094
    [6] 刘英光, 张士兵, 韩中合, 赵豫晋. 纳晶铜晶粒尺寸对热导率的影响.  , 2016, 65(10): 104401. doi: 10.7498/aps.65.104401
    [7] 邵栋元, 惠群, 李孝, 陈晶晶, 李春梅, 程南璞. Ca0.5Sr0.5TiO3弹性和热学性质的第一性原理研究.  , 2015, 64(20): 207102. doi: 10.7498/aps.64.207102
    [8] 刘冉, 高琳洁, 李龙江, 翟胜军, 王江龙, 傅广生, 王淑芳. Ca2+掺杂对CdO多晶热电性能的影响.  , 2015, 64(21): 218101. doi: 10.7498/aps.64.218101
    [9] 袁思伟, 冯妍卉, 王鑫, 张欣欣. α-Al2O3介孔材料导热特性的模拟.  , 2014, 63(1): 014402. doi: 10.7498/aps.63.014402
    [10] 甘渝林, 王丽, 苏雪琼, 许思维, 孔乐, 沈祥. 用拉曼光谱测量GeSbSe玻璃的热导率.  , 2014, 63(13): 136502. doi: 10.7498/aps.63.136502
    [11] 李静, 冯妍卉, 张欣欣, 黄丛亮, 杨穆. 考虑界面散射的金属纳米线热导率修正.  , 2013, 62(18): 186501. doi: 10.7498/aps.62.186501
    [12] 黄丛亮, 冯妍卉, 张欣欣, 李静, 王戈, 侴爱辉. 金属纳米颗粒的热导率.  , 2013, 62(2): 026501. doi: 10.7498/aps.62.026501
    [13] 杨平, 王晓亮, 李培, 王欢, 张立强, 谢方伟. 氮掺杂和空位对石墨烯纳米带热导率影响的分子动力学模拟.  , 2012, 61(7): 076501. doi: 10.7498/aps.61.076501
    [14] 陈东阁, 唐新桂, 贾振华, 伍君博, 熊惠芳. Al2O3-Y2O3-ZrO2三相复合陶瓷的介电谱研究.  , 2011, 60(12): 127701. doi: 10.7498/aps.60.127701
    [15] 刘铖铖, 曹全喜. Y3Al5O12的热输运性质的第一性原理研究.  , 2010, 59(4): 2697-2702. doi: 10.7498/aps.59.2697
    [16] 张飞鹏, 张忻, 路清梅, 张久兴. Ca3-x AgxCo4O9(x=0—0.05)氧化物的电输运性能.  , 2010, 59(6): 4211-4215. doi: 10.7498/aps.59.4211
    [17] 侯泉文, 曹炳阳, 过增元. 碳纳米管的热导率:从弹道到扩散输运.  , 2009, 58(11): 7809-7814. doi: 10.7498/aps.58.7809
    [18] 张飞鹏, 路清梅, 张久兴, 张忻. 双掺杂BaxAgyCa3-x-yCo4O9氧化物的织构与电输运性能.  , 2009, 58(4): 2697-2701. doi: 10.7498/aps.58.2697
    [19] 李世彬, 吴志明, 袁 凯, 廖乃镘, 李 伟, 蒋亚东. 氢化非晶硅薄膜的热导率研究.  , 2008, 57(5): 3126-3131. doi: 10.7498/aps.57.3126
    [20] 杨宏顺, 李鹏程, 柴一晟, 余旻, 李志权, 杨东升, 章良, 王喻宏, 李明德, 曹烈兆, 龙云泽, 陈兆甲. La2CuO4掺锌样品的低温电阻率与热导率研究.  , 2002, 51(3): 679-684. doi: 10.7498/aps.51.679
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-15
  • 修回日期:  2013-06-13
  • 刊出日期:  2013-09-05

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