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《鈷酸鈣熱電材料粉體的溶膠凝膠法制備與表征》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、鈷酸鈣熱電材料粉體的溶膠一凝膠法制備與表征摘要熱電材料是一種將熱能和電能直接轉換的功能材料。由熱電材料制成的熱電器件具有很多獨特的優(yōu)點，在少數科技尖端領域已獲得成功的應用。本文首先對熱電現(xiàn)象、熱電效應的應用、國內外熱電材料的研究進展等作了較詳盡的綜述，還對新穎的溶膠．凝膠法制備材料技術作出詳細的介紹。同時發(fā)現(xiàn)Ca．Co．O系氧化物熱電材料具有使用溫度高、抗氧化、無污染、制備簡單、使用壽命長等優(yōu)點，成為具有研究潛力和應用價值的新型熱電候選材料。隨著我國國民經濟的迅速發(fā)展，能源環(huán)境問題日益突出，Ca-C
2、o．O系氧化物熱電材料由于其在低品位能源利用以及環(huán)境保護方面的特殊功能，必將成為我國新材料和綠色能源研究領域的熱點。本文以Ca2C0205為主要研究對象，以分析純Co州03)2"6H20、Ca(N03)2"4H20以及三種不同膠凝劑(分別是檸檬酸、聚乙烯醇和蛋清蛋白)為原料，采用溶膠．凝膠法(S01．Gel)制備出CaEC0205粉體。通過示差掃描量熱(DSC)分析、X一射線衍射分析、環(huán)境掃描電子電鏡、傅立葉紅外光譜分析和XPS電子價態(tài)分析等測試手段對干凝膠體的熱分解過程、鍵合情況的鑒定，以及對所制
3、粉體的物相組成、顯微結構、元素價態(tài)等進行觀察和分析。當使用檸檬酸作為絡合劑時，檸檬酸的加入量約為金屬離子總的摩爾量的1．3~2倍為合適。干凝膠在常壓700℃至900℃之間各指定溫度下煅燒2小時后的產物為單相的Ca2C0205粉體，呈層片狀結構。在一定溫度范圍內，同一燒結時間下適當提高燒結溫度有利于組織生長，晶體發(fā)育更完整。利用聚乙烯醇為凝膠劑時，聚乙烯醇的相對添加量很少。通過傅立葉紅外光譜分析，與檸檬酸干凝膠對比，聚乙烯醇干凝膠中沒有出現(xiàn)金屬絡合物C．O．M(M為金屬離子)鍵所對應的吸收峰，聚乙烯醇
4、對Co離子和Ca離子沒有表現(xiàn)出明顯的絡合作用。干凝膠在750℃和850℃下煅燒2小時的主要產物是Ca2C0205，在950℃煅燒2小時的條件下，Ca2C0205高溫分解為Ca3C0206和C0304，Ca3C0206材料是一種蠕蟲形的片狀結構材料。實驗過程中，硝酸鹽加入蛋清溶膠容易產生鹽析現(xiàn)象，通過采用了快速凝固的方法可以緩和由于體系的鹽析作用而造成的成分不均現(xiàn)象。蛋清蛋白干凝膠塊在120℃下能發(fā)生白蔓延燃燒反應，蛋清蛋白干凝膠在合成方面能起模板作用。蛋白凝膠塊經900。C煅燒兩小時后，所得產物依然
5、主要是Ca2C0205。蛋白中含有一定量的硫物質，在加熱煅燒的情況下，S元素的存在，使Ca離子與硫的氧化物優(yōu)先配位化合，不利于鈷酸鈣的生成。本文的研究通過不同的膠凝劑為載體，利用溶膠一凝膠法制備出鈷酸鈣粉體，并對其反應的機理進行探索分析，為開發(fā)Ca．Co．0熱電材料進行了新探索，在進一步提高鈷酸鈣材料的熱電性能方面具有一定的實用價值。關鍵詞：溶膠．凝膠法，Ca-Co。0熱電材料，檸檬酸，聚乙烯醇，蛋清蛋白USYNTHESISANDCHARACTERIZATIoNoFCA—Co—oTHERMoELEC
6、TRICM隊TERIALPOWDERSBYSoL．GELTⅥETHoDSABSTRACTThermoelectricmaterialiSakindoffunctionalmaterialconvertingheatenergydirectlytoelectricenergy．Devicesmadeofthermoelectricmaterialhavemanyspecialadvantages，andhavebeensuccessfullyusedinafewacmesofscienceandtec
7、hnology．Inthispaper,thethermoelectricphenomena，theuseandtherecentdevelopmentprogressofthermoelectricmaterialsarereviewed．Also，theSol-Gelmethodsintheproducingofmordernmaterialswerereviewedindetailed．Recently,Ca—Co—Osystemoxidethermoelectricmaterialswere
8、foundtohavehighworkingtemperature，oxidation-resistant，nopollution，simplepreparation，longlifeandhavebecomenewcandidatematerialswithapotentialtostudyandapplyingvalues．Alongwithourcountrynationaleconomyrapiddevelopment，theenergyenvironment
