摘要层状钴基氧化物Ca3Co4O9（下文用CCO代替）具有优异的高温稳定性和热电性能，已成为当今研究热潮中的关键部分。本文利用XRD、PPMS等设备对掺杂CCO进行物相表征与性能测试，对比稀土元素Ce和磁性离子Ni掺杂对CCO体系热电性能的影响，讨论了磁性离子掺入对优化CCO热电性能的意义。研究发现，Ce置换Ca位可以提高CCO材料的热电优值，且Ni的掺入进一步优化了CCO体系的热电性能。在300K下，X=0。1，Y=0。1的CCO材料，其ZT值为0。017，比同等Ce掺杂量的ZT值大1。3倍，比纯CCO高出8倍。对比Ce单掺杂和Ce、Ni共掺杂，可以得出一个结论：磁性离子Ni的掺入的确可以优化CCO材料的热电性能。 87744

毕业论文关键词  Ca3Co4O9   热电性能  热电势  掺杂

毕业设计说明书外文摘要

Title    Enhancement of thermoelectric properties in misfit-layered cobalt oxides by magnetic ions doping 

Abstract The misfit-layered cobalt oxides Ca3Co4O9(CCO) has great high temperature stability and thermoelectric properties, thus, becoming the heart of current intense research。 In this paper, all the samples are characterized and systematically analyzed by XRD and PPMS。 We compare the effect of Ce doping and (Ce,Ni)Co-doping on the thermoelectric properties of CCO, then discuss the significance of magnetic ion’s doping on the thermoelectric properties of CCO。 We found that the ZT value is increased with Ce doped in the CCO, In particular，the thermoelectric properties of CCO is further enhanced when Ni added into the system。 The ZT value of Ca2。9Ce0。1Co3。9Ni0。1O9 is 0。017, 1。3 times higher than Ca2。9Ce0。1Co4O9 and 8 times higher than Ca3Co4O9。 Compare Ce doping and (Ce,Ni) Co-doping, we can get a conclusion: the thermoelectric properties is further optimized with the magnetic ion doped in the CCO。 

Keywords  Ca3Co4O9   Co-doping  thermoelectric properties 源-于,优Y尔E论W文.网wwW.yOueRw.com 原文+QQ752018`766

目   次

1  绪论 1

1。1  引言1

1。2  热电学基本理论1

1。3  热电固体传输理论5

1。4  优化材料热电性能的方法8

1。5  氧化物热电材料发展简介9

1。6  热电材料应用前景11

1。7  本课题研究目的和内容11

2  实验方法12

2。1  实验原料12

2。2  样品制备方法12 

2。3  样品制备流程 12

2。4  性能表征方法13

3  实验分析与结果讨论15

3。1  引言15

3。2  Ce单掺杂对Ca3-xCexCo4O9的热电性能影响15

3。3  磁性离子Ni对Ca3-xCexCo4-yNiyO9的热电性能影响19

3。4  本章总结24

结论  25

致谢  26

参考文献27From+优`尔^文W网wWw.YouErw.com 加QQ75201^8766

1 绪论

1。1  引言

随着全球经济的发展，能源缺口越来越大，并且伴随着日趋严重的环境污染。工业废热，汽车尾气废热等对人类的生活影响越来越大，高效绿色能源转化技术已成为当今科学界的重中之重。热电材料和热电器件是解决世界能源危机和温室效应的潜力股，因为它们可以收集废热将之转化为电能，在转化过程中没有运动部件，不会产生二氧化碳，有毒物质和其它排放物。热电材料是一类功能材料，利用温差，可以实现热能向电能的转化；利用电能，可实现热量转移，从而达到热电制冷。因此，研究、开发新型高效的热电材料是当今世界的发展目标之一。