鐵系金屬氧化物摻雜對三氧化鎢陶瓷熱電性能影響2/5

製備摻雜三氧化鎢(WO3)陶瓷。製備過程:首先,將三氧化鎢與摻雜物研磨成粉末,為了使研磨出更細膩的混合粉末,研磨過程中加入適量酒精;然後,將混合粉末乾燥後預燒處理,溫度為600℃;其次再進行研磨,研磨過程中加入聚乙烯醇(PVA),形成均勻混合的漿料;最後,將漿料經過乾燥、造粒、成形後在1100℃下燒結出摻雜的WO3陶瓷。
 
WO3陶瓷摻雜鐵系金屬氧化物前後微觀結構變化。單從晶體尺寸上來看,只有氧化鐵(Fe2O3)的摻雜使WO3陶瓷晶粒變小,而氧化鈷(Co2O3)與氧化鎳(NiO)的摻雜使得WO3陶瓷的晶粒尺寸變大。隨著摻雜濃度的提高過程中,摻雜Fe2O3的陶瓷晶粒尺寸逐漸變大,孔間隙率逐漸變小並且一直小於未摻雜的陶瓷;摻雜Co2O3與NiO的陶瓷晶粒尺寸逐漸變小,孔間隙率逐漸變大,甚至超過了未摻雜陶瓷的孔間隙率。三者之間的共同性為:摻雜量較小時,陶瓷材料都獲得了更好的緻密性;但摻雜量較大時,顆粒中都出現雜質,這些雜質都基本存在於晶界上並隨著摻雜量增大而變多。不同的摻雜物在WO3陶瓷中的溶解度不同,當摻雜濃度在溶解度之下時,摻雜物溶解在WO3陶瓷中;當摻雜濃度在溶解度之上時,就會產生第二相,分別為FeWO4,Co2O3、NiWO4,這些產物即為晶界上得雜質,摻雜濃度越高,第二相就越明顯,雜質就越多。這些第二相的生成原因主要原因為:鐵系金屬氧化物的濃度超過了本身在WO3中的溶解度,隨後與WO3發生了化學反應。
掺杂三氧化钨陶瓷微观结构
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