烧结温度与气氛对三氧化钨陶瓷热电性能影响1/2

三氧化钨(W03)陶瓷是n型热电材料,热电材料在热电发电以及制冷设备上已经得到广泛应用,热电发电具有体积小、无污染、噪音小等特点,今后有可能会替代部分传统的化石能源发电方式,所以研究提高三氧化钨陶瓷的热电性能的方法具有一定的意义。WO3陶瓷是由WO3经过研磨、与PVA混合成浆料、浆料再经过干燥、造粒、压片以及烧结出陶瓷。本文主要从生产工艺参数中的烧结温度与烧结气氛入手,结合实验数据,分析最合适的工艺参数。不同烧结温度下三氧化钨陶瓷
 
主要从陶瓷晶粒尺寸、致密度、电导率、赛贝克系数以及功率因子这五个方面来分析烧结温度对三氧化钨陶瓷造成的影响。
 
WO3陶瓷在烧结过程中WO3陶瓷的晶粒大小会随着烧结时的温度升高而变大,同时烧结过程中受到蒸汽压影响,WO3陶瓷致密性也随着温度改变而变化,当温度为1100℃时,致密度达到最大,当温度大于1200℃时,陶瓷会出现挥发现象,质量会下降并且失去原有形状,所以一般采用1100℃作为烧结温度。经过对不通温度下烧结的陶瓷进行电导率测试,发现电导率与烧结温度成正相关关系,烧结温度为1150℃时电导率为最大,同时也发现了烧结温度为1150℃时,陶瓷的晶粒尺寸最大。实验所采用的陶瓷材料成分、载流子种类和浓度都差别不大,经分析,电导率大小影响因素主要在微观结构上,较大的晶粒具有更大的载流子迁移率。根据赛贝克效应系数,烧结温度为1100℃的热电WO3陶瓷,当工作温度为750℃时,相比其他烧结温度的陶瓷,具有最大的赛贝克系数绝对值。功率因子是通过电导率与赛贝克计算得出的,通过计算烧结温度为1100℃的陶瓷工作在750℃时功率因子最大。
 
综合上述的五种数据,分析得出想要WO3陶瓷具有最佳的热电性能最佳烧结温度为1100℃。
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