鋅鈦摻雜三氧化鎢陶瓷的熱電性能

熱電材料作為一種新型的能源材料，相對于傳統的石化材料而言，環境污染較低，是顯著的環境友好型材料。熱電效應簡言之就是熱生電的現象，溫差產生電勢差， 而且熱電效應是可逆的， 通常人們利用熱電效應來進行熱能發電以及製冷。

熱電材料主要為氧化物，氧化物熱電材料又分為n,ｐ型兩種, 對於ｎ型氧化物材料主要是以ZnO 和TiO₂為主，三氧化鎢既是一種 n 型半導體材料，也是一種“d⁰”氧化物，這種雙重身份使其同時具備諸多特點。為了提升和加強N型氧化物的熱電性能，有學者 對WO₃ 陶瓷摻雜TiO₂ 和 ZnO，並專門研究了合成效果。

將分析純的WO₃、ZnO和TiO₂按照摩爾百分比例混合，在瑪瑙罐中加入是適量的酒精利用球磨機機械研磨後，加入4%品質分數的PVA膠水形成混合漿料，放入乾燥箱中乾燥並細磨造粒，再壓成厚度為1mm左右，直徑為10mm左右的圓片。然後在高溫燒結爐中，燒到300℃排膠，然後用時160mm燒到1100 ℃，空氣中保溫1小時，從而燒制出ZnO和TiO₂共同摻雜WO₃的陶瓷樣品。

研究發現，WO₃陶瓷的電導率會隨著摻雜而得到明顯的改變，且所有電導率都隨著溫度的上升而增加。隨著TiO₂摻雜濃度的不斷提高，樣品的電導率會出現一種先變小在變大的趨勢。其中可能的原因是在摻雜量較小時生成的第二相為ZnO_0.3WO₃­，但是隨著摻雜濃度的增加第二相轉變 成為了ZnO_0。06WO₃­，且合成材料的所有元素變經趨勢相同，這說明了ZnO和TiO₂共同摻雜WO₃基陶瓷仍為一種ｎ型熱電材料，摻雜並沒有改變WO₃基陶瓷作為ｎ型熱電材料的性質。

總而言之，ZnO和TiO₂金屬氧化物摻雜後的WO₃陶瓷的功率因數都得到了提高，這主要歸功於它們都分別在不同程度上提高了WO₃陶瓷的電導率。當TiO₂摻雜濃度為2mol時，WO₃陶瓷的電導率提高最為明顯，因此其在1023K時，測得了3種過渡金屬氧化物摻雜的最大功率因數,實驗資料表明，該樣品在高溫下具有良好的熱電性能。

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