氧化鐵摻雜對三氧化鎢陶瓷熱電性能影響

掺杂能改变一种材料的微观结构与性能,是改善材料某一些关键性能的一种有效方式。三氧化钨(WO3)陶瓷虽然本身具热电性能,但是要将其应用于热电器件还必须对其进行掺杂,改善其热电性能。本文采用的掺杂物为氧化铁(Fe2O3),采用手工研磨方式加入掺杂物,在空气中烧结,温度为1100℃。

不同浓度氧化铁掺杂

從微觀結構上來看,摻雜後的WO3陶瓷的晶粒要明顯小於未摻雜,緻密度更好,但是隨著Fe2O3的摻雜量大的增大,晶粒的尺寸又逐漸變大,晶粒當中的雜質也越來越多,之所以出現這種情況主要是由於Fe2O3摻雜濃度是否大於Fe2O3在WO3陶瓷溶解度。在溶解度範圍內摻雜量越大,陶瓷晶粒越小,緻密度更好;超出溶解度範圍後則會就會生成第二相FeWO4,摻雜量越大,二相FeWO4就越明顯,晶粒當中的雜質也越來越多。
 
電導率上的變化,摻雜Fe2O3之後WO3陶瓷的電導率明顯要高於未摻雜的陶瓷,而且電導率會隨著摻雜量增加不斷提高。其中的原因為,Fe2O3為金屬氧化物,本身就具有良好的且大於WO3的導電率,所以電導率隨著摻雜濃度的增加而增加。賽貝克係數則與電導率相反,未摻雜的WO3陶瓷賽貝克係數絕對值要大於摻雜之後的。摻雜Fe2O3之後的WO3陶瓷雖然功率因數比未摻雜的高,但是增長幅度卻並不明顯,主要是由於賽貝克係數絕對值變小了,而功率因數是受電導率與賽貝克係數影響的,當摻雜量為5.0mol%時,功率因數最大。
 
隨著Fe2O3摻雜量的增加,WO3陶瓷電導率上升,主要歸功於Fe2O3自身良好的電導率。
微信:
微博:

 

 

 

微信公众号

 

鎢鉬視頻

2024年1月份贛州鎢協預測均價與下半月各大型鎢企長單報價。

 

鎢鉬音頻

龍年首周鎢價開門紅。