燒結溫度與氣氛對三氧化鎢陶瓷熱電性能影響2/2

燒結溫度都為1100℃,分別在空氣、氧氣、氮氣以及真空情況下燒結三氧化鎢(WO3)陶瓷,並且從晶粒尺寸、緻密度、電導率、賽貝克以及功率因數這五點分析不同的燒結氣氛對WO3陶瓷造成的影響。
 
通過實驗資料得出:不同的燒結氣氛使陶瓷的晶粒大小與緻密度變化非常大,氮氣情況下,顆粒變為不規則形狀,晶粒尺寸無法計算;真空情況下,晶粒尺寸偏小,晶粒生長明顯被抑制;氧氣情況下,晶粒尺寸與緻密度最大。從電導率來看,不同氣氛下燒結的WO3陶瓷電導率大小關係為:真空>氮氣>空氣>氧氣,主要的原因為不同燒結氣氛下,三氧化鎢陶瓷氧空位濃度的濃度會有所不同。真空與氮氣氣氛下燒結的陶瓷中有大量的氧空位,一個氧空位能夠為WO3陶瓷提供兩個電子,載流子濃度上升,電導率變大,;而氧氣氣氛下的陶瓷氧空位濃度低,所以電導率更小。在四種燒結氣氛中燒結的WO3陶瓷,賽貝爾係數絕對值最大為氧氣氣氛,真空與氮氣數值差別不大,並且數值最小。而由於賽貝克係數數值大小與載流子濃度成反比,所以真空與氮氣燒結出的陶瓷賽貝克係數絕對值更小。從功率因數方面來看的話,真空與氮氣氣氛下燒結的陶瓷比空氣氣氛下的稍微大一些,氧氣氣氛下的功率因數最小。
 
綜合分析,真空與氮氣氣氛下燒結出的WO3陶瓷功率因數最好,並且相差不大。而空氣氣氛下燒結出的陶瓷雖功率因數不如前兩者,大約為前兩者的90%,但是由於真空與氮氣氣氛下陶瓷緻密性很差,空氣下燒結緻密性顯著好於前兩者,多了15%左右,所以認為空氣為WO3陶瓷改善熱電性能的最佳燒結氣氛。
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