鋇鈷及鋇鉍氧化物合成與熱電性質之研究

Abstract

相對傳統的合金熱電材料而言，氧化物熱電材料在空氣環境中具有更好的化學穩定性，因而更適合於中高溫區的應用。本實驗以固態反應法合成兩種複合氧化物材料，即 BaCoO3 和 BaBiO3，探討其熱電性質，以及改變氧計量比或摻雜其他元素對熱電性質的影響。X-射?繞射證實在 800℃ 於空氣中結燒 24 小時可得單一相之 BaCoO3。若將燒結溫度升至 900℃ 以上，樣品會形成一種缺氧的新相 BaCoO2 6，密度亦隨之減少。若再將樣品於 800℃ 退火，缺氧相會變? BaCoO3，證明為可逆相變。熱電測量顯示，若樣品燒結溫度為 800℃，在 BaCoO3 中摻雜鎳與鋅不僅會使電阻率降低，也會提高熱電係數。若燒結溫度為 950℃ 隨後在 800℃ 退火，雖然 X-射?繞射顯示樣品仍為 BaCoO3 相，但摻雜鎳與鋅會使電阻率上升，熱電係數下降。前者的熱電係數在 300?700K 為正值，而後者的熱電係數在 300?500K 為負值，500K 以上轉變為正值，顯示有兩種類型載子共存的現象。BaCoO3 系列樣品所測得的熱電?率因數皆很低，最佳值在 973K 時僅為 23 μWm-1k-2。BaBiO3 的合成條件為 800℃ 在空氣中燒結 12 小時，隨後在 600℃ 於氧氣中退火 24 小時以降低電阻率，其數值在室溫時約為 104 ??cm，在 973K 降為 5 95 ??cm，但仍然太大而不適合於熱電應用。

Date of Award	2015 Sept 7
Original language	Chinese
Supervisor	Xiao-Ding Qi (Supervisor)