铁系金属氧化物掺杂对三氧化钨陶瓷热电性能影响4/5

掺杂铁系金属氧化物三氧化钨(WO3)陶瓷的热电功率因子。掺杂氧化铁(Fe2O3)与掺杂氧化钴(Co2O3)的陶瓷功率因子要高于未掺杂的陶瓷,但是后者要明显的多,前者提高幅度不大;而掺杂氧化镍(NiO)的陶瓷只有当掺杂浓度为1.0mol%左右时,其功率因子比未掺杂陶瓷大,其余状态都比未掺杂的小。三种掺杂陶瓷的功率因子在达到最大值之前都会随着温度升高而上升,当三者都达到最大功率因子时,掺杂浓度为1.0mol%的NiO数值最大,而且数值都为另外两者的2-3倍,可见掺杂NiO对WO3陶瓷热电功率因子改善效果最佳。
 
掺杂NiO的 WO3陶瓷的ZT值。确定热电材料的热电转换效率高低,最准确的方式还是ZT值的高低情况,ZT是由电导率、seebeck系数、以及热导率计算得出的,热导率的测试费用相对比较高,所以一般会先去测试热电材料的功率因子,功率因子的数值达到一定水平了,才会去测试其热导率,由于三种掺杂物中NiO所掺杂的陶瓷功率因子最高,所以只对其进行热导率测试。由于掺杂NiO的WO3陶瓷在掺杂浓度为1.0mol%时功率因子最大,所以选择这个掺杂浓度下的掺杂陶瓷来热导率测试,测试结果显示掺杂NiO陶瓷的热导率随着温度上升而下降,通过之前测试的数据,计算出ZT值,当温度从373K上升至973时,ZT值上升了0.00066,说明掺杂NiO的WO3陶瓷在高温情况下具有良好热电性能,具有一定发展潜力。
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