金属氧化物掺杂影响三氧化钨陶瓷热电性能2/3

选用氧化镧(La3O2)、氧化锡(SnO2)以及氧化铜(CuO)金属氧化物掺杂三氧化钨(WO3)陶瓷,分析这三种掺杂WO3陶瓷微观结构的影响。低浓度La3O2掺杂明显促进了WO3晶粒的生长,,掺杂后晶粒的尺寸都变大了,但是当掺杂的浓度继续上升时,晶粒尺寸开始变小,晶粒生长又被抑制了;SnO2的掺杂抑制了晶粒的生长,使晶粒的尺寸明显小于未掺杂WO3陶瓷,而且随着浓度增加逐渐变得更小;而CuO却促进了晶粒的生长,而且随着浓度增长而变大。La3O2与SnO2的掺杂使得WO3陶瓷的孔隙率变小并且随着掺杂浓度增加更变小,而CuO的孔隙率在掺杂浓度为1.0mol%左右到达小。随着掺杂浓度的增加,掺杂La3O2与CuO会存在同一种现象,即掺杂浓度大于溶解度都会出现第二相,分别为La2WO6、CuWO4,第二相都是由掺杂物与WO3发生反应生成的,这点与铁系金属氧化物类似;而掺杂SnO2出现的第二相为SnO2,这点与铁系金属氧化物、氧化镧以及氧化铜都不同,比较特别。
 
掺杂La3O2、SnO2及CuO对WO3陶瓷电导率的到影响。掺杂La3O2和CuO明显增加WO3陶瓷的电导率,随着掺杂浓度的增加,电导率上升至最大数值后开始下降,La3O2与CuO掺杂浓度分别为0.5mol%与5.0mol%时,WO3陶瓷具有最大电导率,电导率出现下降是因为掺杂浓度上升在WO3陶瓷晶界上产生第二相,使得晶界间的流动性降低,同时也使得晶粒间的空隙附着于晶界附近,导致电导率下降。而掺杂SnO2的WO3陶瓷虽然也会因为掺杂浓度增加在晶界间出现第二相即SnO2,但是SnO2具有更好的电导率,所以WO3陶瓷的电导率会继续上升,浓度为10.0mol%时出现最大电导率。而且三者的电导率都会随着环境温度的上升而增加。
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