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双掺杂锰酸钙基热电陶瓷的制备及电学性能研究

王洪超 王春雷 苏文斌 刘剑 孙毅 彭华 张家良 赵明磊 李吉超 尹娜 梅良模

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双掺杂锰酸钙基热电陶瓷的制备及电学性能研究

王洪超, 王春雷, 苏文斌, 刘剑, 孙毅, 彭华, 张家良, 赵明磊, 李吉超, 尹娜, 梅良模

Synthesis and electrical properties of dual doped CaMnO3 based ceramics

Wang Hong-Chao, Wang Chun-Lei, Su Wen-Bin, Liu Jian, Sun Yi, Peng Hua, Zhang Jia-Liang, Zhao Ming-Lei, Li Ji-Chao, Yin Na, Mei Liang-Mo
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  • 利用传统固相反应法成功制备出Nb掺杂量x不同的Ca0.9Yb0.1Mn1-xNbxO3热电陶瓷. X射线衍射分析和扫描电子显微镜分析表明: 样品均形成了单一的钙钛矿正交结构,空间群为Pnma. 晶格常数a和晶胞体积随着Nb掺杂量x的增加而增大,陶瓷样品具有很好的结晶度和很高的致密性, 相对密度达到97%左右. 在3
    Different Nb doped Ca0.9Yb0.1Mn1-xNbxO3 ceramics are successfully synthesized by the conventional solid state reaction technique. The crystal structures are of orthorhombic phase, belonging to the Pnma space group. The lattice constant and the volume increase with the increase of Nb content. Relatively high density is around 97%. Scanning electron microscope (SEM) images show that samples are well crystallized. The electrical resistivity and the Seebeck coefficient are measured in a temperature range between 300 and 1100 K. At low temperatures, the electrical resistivity shows a semiconductive-like behavior. At high temperatures, the electrical resistivity exhibits a typical metallic conductive behavior. The semiconductor-metal transition temperature shifts toward a higher temperature with the increase of Nb content. The electrical resistivity increases with Nb dopant, except that the electrical resistivity for x=0.03 is slight lower than that fox x=0.00 sample at high temperature range. This conductivity behavior can be understood as the fact that though Nb doping can introduce more carriers, it also distorts the MnO6 octahedra, and causes the carrier localization. The values of Seebeck coefficient are all negative, indicative of an n-type electrical conduction. The absolute value of Seebeck coefficient increases with temperature increasing, but decreases with the increase of Nb content. The highest power factor is obtained to be 297 W/K2m at 497 K in the x=0.00 sample, and the power factor of this sample is less independent of temperature in the whole measured temperature range.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2007CB607504)、国家自然科学基金(批准号:50902086,50572052)、山东省自然科学基金(批准号:ZR2009AQ003)、山东大学研究生自主创新基金(批准号:YZC09076)和山东大学优秀博士生培育基金资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-11-24
  • 修回日期:  2011-03-31
  • 刊出日期:  2011-04-05

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