鑭釹共摻雜鈦酸鍶塊材之製備及其熱電性質之研究

Abstract

為提升鈦酸鍶塊材之熱電性質，本研究選用La、Nd二元素共摻雜於鈦酸鍶當中，其試樣表示為Sr0 9La0 1-xNdxTiO3 (x = 0~0 1)，探討不同La、Nd共摻雜量對鈦酸鍶粉末燒結及熱電性質之影響。 固體粉末原料經由球磨混合、兩次煆燒成相、冷均壓成形後，於1500 ℃氬氫(5%H2-95%Ar)還原氣氛中燒結4小時。試樣之結晶相、顯微結構及元素分析是以XRD、SEM、EDS及XPS分析，熱電性質之量測範圍為303 ~ 673 K。 結晶相及微結構方面，不同鑭、釹共摻雜量之鈦酸鍶塊材，其結晶繞射訊號均為單一相鈦酸鍶，各試樣之微結構相似，晶粒相近，約2~3 μm，平均相對密度為86%。 電傳導特性方面，各試樣於量測溫度範圍內均呈現N-type電傳導，隨著La摻雜量比例之增加，塊材之電導率有逐漸增加之趨勢，而適量La、Nd共摻雜於鈦酸鍶中，有助於氧空缺之生成，更進一步提升電導率。La、Nd共摻雜量對鈦酸鍶Seebeck係數並無明顯之影響。x = 0 02試樣具最高之?率因子，於473 K時為1652 μW/mK2。 熱導率方面，隨La摻雜量之減少，有助於降低熱導率，La、Nd共摻雜鈦酸鍶之熱導率，坐落於僅摻La(x =0)及僅摻Nd(x = 0 1)鈦酸鍶之熱導率區間中。 ZT值方面，x = 0試樣於673 K時具最大ZT值為0 19，於573 K溫度以下，x = 0 02試樣於523 K時具最大ZT值為0 15，此值相較於僅摻La之試樣(x = 0)，提升約10%；且相較於僅摻Nd之試樣(x = 0 1)，提升約80%。 關鍵字 : 熱電材料、鈦酸鍶、共摻雜、固相法

Date of Award	2017 Sept 1
Original language	Chinese
Supervisor	Chii-Shyang Hwang (Supervisor)