鑭釹共摻雜鈦酸鍶塊材之製備及其熱電性質之研究

Translated title of the thesis: Preparation and thermoelectric properties of La and Nd co-doped SrTiO3 bulk materials
  • 張 敦傑

Student thesis: Master's Thesis

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 Award2017 Sep 1
Original languageChinese
SupervisorChii-Shyang Hwang (Supervisor)

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