CN109503147A - 一种Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料及其制备方法与应用 - Google Patents
一种Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109503147A CN109503147A CN201811534550.6A CN201811534550A CN109503147A CN 109503147 A CN109503147 A CN 109503147A CN 201811534550 A CN201811534550 A CN 201811534550A CN 109503147 A CN109503147 A CN 109503147A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zno
- thermal conductivity
- consistency
- impurity
- element doping
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 61
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 31
- QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N gallium(III) oxide Inorganic materials O=[Ga]O[Ga]=O QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 claims description 7
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 claims description 6
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 239000012084 conversion product Substances 0.000 claims description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 230000005619 thermoelectricity Effects 0.000 abstract description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 13
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 10
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 8
- 239000002305 electric material Substances 0.000 description 8
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/453—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3286—Gallium oxides, gallates, indium oxides, indates, thallium oxides, thallates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc gallate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明公开了一种结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料及其制备方法与应用。所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料是以In2O3、ZnO和Ga2O3为原料制备得到，所述的所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料为超晶格结构，在973K高温下：热导率为1.40～1.65 Wm‑1K‑1，ZT值在0.15~0.25；且在温度700℃下均不发生相变。本发明提供Ga元素掺杂提高In2O3(ZnO)3热电优值的方法，可用于In2O3(ZnO)3掺杂样品的制备以及性能的提高，工艺简单，可重复性高。该方法通过掺杂量来控制In2O3(ZnO)3的成相度、致密度、微结构；所制得的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低以及热电性能高等特性。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料及其制备方法与应用。
背景技术
随着工业水平的不断进步，特别是新兴发展中国家的崛起，全球的能源需求量日益增大，但是也带来了严重的环境问题。基于此，环境友好的可再生能源研究成为人们关注的重点。热电材料是一种能够实现各种热量无污染地产生电能，如太阳能、工业废热、CPU耗散及人体温差等，即只要存在温差，就可以输出能量，这对资源的有效利用会产生深远的影响。热电材料的能量转换通常利用无量纲优值ZT来衡量。高性能的热电材料要求大的seebeck系数、高的电导率以及低的热导率。热电材料是一种功能材料，利用固体内部载流子运动可以直接实现热能和电能的相互转换，在温差发电和制冷方面具有广泛的应用前景。全球性环境恶化和能源危机日益威胁人类的生活，因此寻找绿色环保的新型能源非常迫切，热电材料是新能源材料的热点之一。热电发电制冷装置具有工作无噪音、结构紧凑、无污染、可靠性高、寿命长等优点，其应用范围涉及到民用、军用和航空航天等许多领域。氧化物热电材料具有原料低成本、无污染、高温稳定等有点，是热电材料领域较新的研究方向。决定材料热电转换效率的关键参数“无量纲热电优值”ZT=（S2σ/ κ）T：其中：S为塞贝克系数、σ为电导率、κ为热导率，T为温度。一种性能优良的热电材料应该满足高电动势、高电导率和低热导率的要求。
目前，技术上较为成熟、性能较好的热电材料多为金属半导体合金，虽然其热电转换相率相对较高，但在高温下不稳定和容易氧化，且多数原料价格昂贵，并含有对人体有害的重金属。相比之下，氧化物热电材料具有优良的热稳定性、化学稳定性、高温抗氧化稳定性且安全无毒，但由于电导率较低和电输运性能较差，热导率高，导致无量纲热电优值ZT不高，限制了他的应用。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料；第二目的在于提供所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料的制备方法；第三目的在于提供结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料的应用。
本发明的第一目的是这样实现的，所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料是以In2O3、ZnO和Ga2O3为原料制备得到，所述的所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料为超晶格结构，在973K高温下：热导率为1.40～1.65 Wm-1K-1，ZT值在0.15~0.25；且在温度700℃下均不发生相变。
本发明的第二目的是这样实现的，包括前处理、烧结步骤，具体包括：
A、前处理：将配方配比称取原料In2O3、ZnO和Ga2O3混匀得到物料a，物料a中加入物料a质量2倍的无水乙醇，然后球磨后得到溶液b；
B、烧结：将溶液b在温度60~100℃干燥8~15h得到粉末c，粉末c研磨过400~600目筛后压制成型得到型坯d，型坯d于温度1000~1800℃下烧结8~10h冷却至室温得到目标物结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料。
本发明的第三目的是这样实现的，所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料在制备热电转换产品中的应用。
In2O3(ZnO)3基热电材料由于其特殊的超晶格结构的特点，其热导率在室温条件下为3.2Wm-1K-1和923K条件下2.6 Wm-1K-1功率因子在300K到973K温度范围为50~500μWm-1K-2，是一种很有前景的热电材料。但它与其他氧化物热电材料一样，同样存在热导率高，电导率低和无量纲热电优值较低的缺陷。本发明提供Ga元素掺杂提高In2O3(ZnO)3热电优值的方法，可用于In2O3(ZnO)3掺杂样品的制备以及性能的提高，工艺简单，可重复性高。该方法通过掺杂量来控制In2O3(ZnO)3的成相度、致密度、微结构；所制得的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低以及热电性能高等特性。
本发明的有益效果是：
（1）经过球磨机，转速为120r/min，混粉能够完全混合均匀，在烧结过程中能完全反应。
（2）所制得的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物在高温下热导较低1.40～1.65 Wm-1K-1。
（3）所制得的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物在高温下ZT值在0.15~0.25。
（4）所制得的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物热电材料有很好的高温热稳定性，有望作为一种潜在的高温热电材料。
附图说明
图1是实施例1-4Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物陶瓷In2O3(ZnO)3+X%Ga2O3 mol%块体的XRD图；
图2是实施例1-4Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物陶瓷In2O3(ZnO)3+X%Ga2O3 mol%块体的Raman图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料是以In2O3、ZnO和Ga2O3为原料制备得到，所述的所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料为超晶格结构，在973K高温下：热导率为1.40～1.65 Wm-1K-1，ZT值在0.15~0.25；且在温度700℃下均不发生相变。
所述的In2O3、ZnO和Ga2O3摩尔计量是按In2O3(ZnO)3+X%Ga2O3 mol%掺杂量进行化学计量，其中X的取值为大于零小于等于1。
所用的原料In2O3、ZnO和Ga2O3的纯度均为 ≥99.99%。
本发明所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料的制备方法，包括前处理、烧结步骤，具体包括：
A、前处理：将配方配比称取原料In2O3、ZnO和Ga2O3混匀得到物料a，物料a中加入物料a质量2倍的无水乙醇，然后球磨后得到溶液b；
B、烧结：将溶液b在温度60~100℃干燥8~15h得到粉末c，粉末c研磨过400~600目筛后压制成型得到型坯d，型坯d于温度1000~1800℃下烧结8~10h冷却至室温得到目标物结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料。
A步骤中所述的球磨是在温度30~50℃、球磨机转速100~150r/min下球磨300~500min。
球磨中加入磨球质量为物料a质量的四分之一。
B步骤中所述的型坯d是将溶液b在温度70~90℃干燥11~13h得到粉末c，粉末c研磨过500目筛后压制成型得到。
B步骤中所述的压制成型是在保压压力3~5Mpa下保压3~5min压制成型。
B步骤中所述的烧结是将型坯d于温度1200~1600℃下烧结8~10h。
所述的冷却是在惰性气氛下自然冷却。
本发明所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料的应用为所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料在制备热电转换产品中的应用。
下面以具体实施案例对本发明做进一步说明：
实施例1
本实施例所述一种结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料及其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）按照In2O3(ZnO)3+0.1%Ga2O3 mol%掺杂量的化学计量比称取氧化物(In2O3，ZnO和Ga2O3)，然后将物料以无水乙醇为介质进行球磨混匀得到混合粉末。其中物料与磨球的质量比为4:1，球磨转速为120r/min，球磨时间为360min；
（2）将步骤（1）中的获得的混合粉末放入干燥箱进行干燥，干燥温度为80 ̊C，蒸发时间为12h；
（3）将步骤（2）所得混合粉末过500目筛后置于模具内压成φ13的圆片，其中压力为3~5MPa，保压时间为3~5 min。
（4）将步骤（3）中所得到的φ13的圆片放入氧化铝坩埚中在高温炉中进行烧结（温度为1200~1600℃，煅烧时间为8~10小时），待高温炉冷却至室温，即可得到目标产物。
本实施例制备的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物陶瓷的XRD图如图1（X=1/4）所示，从图1可知，试样中无杂相存在；
本实施例制备的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物陶瓷的拉曼衍射图如图2（X=1/4）所示。
实施例2
本实施例所述一种结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料及其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）按照In2O3(ZnO)3+0.3%Ga2O3 mol%掺杂量的化学计量比称取氧化物(In2O3，ZnO和Ga2O3)，然后将物料以无水乙醇为介质进行球磨混匀得到混合粉末。其中物料与磨球的质量比为4:1，球磨转速为120r/min，球磨时间为360min；
（2）将步骤（1）中的获得的混合粉末放入干燥箱进行干燥，干燥温度为80 ̊C，蒸发时间为12h；
（3）将步骤（2）所得混合粉末过500目筛后置于模具内压成φ13的圆片，其中压力为3~5MPa，保压时间为3~5 min。
（4）将步骤（3）中所得到的φ13的圆片放入氧化铝坩埚中在高温炉中进行烧结（温度为1200~1600℃，煅烧时间为8~10小时），待高温炉冷却至室温，即可得到目标产物。
本实施例制备的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物陶瓷的XRD图如图1（X=2/4）所示，从图1可知，试样中无杂相存在；
本实施例制备的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物陶瓷的拉曼衍射图如图2（X=3/4）所示。
实施例3
本实施例所述一种结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料及其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）按照In2O3(ZnO)3+0.5%Ga2O3 mol%掺杂量的化学计量比称取氧化物(In2O3，ZnO和Ga2O3)，然后将物料以无水乙醇为介质进行球磨混匀得到混合粉末。其中物料与磨球的质量比为4:1，球磨转速为120r/min，球磨时间为360min；
（2）将步骤（1）中的获得的混合粉末放入干燥箱进行干燥，干燥温度为80 ̊C，蒸发时间为12h；
（3）将步骤（2）所得混合粉末过500目筛后置于模具内压成φ13的圆片，其中压力为3~5MPa，保压时间为3~5 min。
（4）将步骤（3）中所得到的φ13的圆片放入氧化铝坩埚中在高温炉中进行烧结（温度为1200~1600℃，煅烧时间为8~10小时），待高温炉冷却至室温，即可得到目标产物。
本实施例制备的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物陶瓷的XRD图如图1（X=3/4）所示，从图1可知，试样中无杂相存在；
本实施例制备的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物陶瓷的拉曼衍射图如图2（X=4/4）所示。
实施例4
本实施例所述一种结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料及其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）按照In2O3(ZnO)3+0.1%Ga2O3 mol%掺杂量的化学计量比称取氧化物(In2O3，ZnO和Ga2O3)，然后将物料以无水乙醇为介质进行球磨混匀得到混合粉末。其中物料与磨球的质量比为4:1，球磨转速为120r/min，球磨时间为360min；
（2）将步骤（1）中的获得的混合粉末放入干燥箱进行干燥，干燥温度为80 ̊C，蒸发时间为12h；
（3）将步骤（2）所得混合粉末过500目筛后置于模具内压成φ13的圆片，其中压力为3~5MPa，保压时间为3~5 min。
（4）将步骤（3）中所得到的φ13的圆片放入氧化铝坩埚中在高温炉中进行烧结（温度为1200~1600℃，煅烧时间为8~10小时），待高温炉冷却至室温，即可得到目标产物。
本实施例制备的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物陶瓷的XRD图如图1（X=4/4）所示，从图1可知，试样中无杂相存在；
本实施例制备的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3氧化物陶瓷的拉曼衍射图如图2（X=2/4）所示。
Claims (10)
1.一种结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料，其特征在于所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料是以In2O3、ZnO和Ga2O3为原料制备得到，所述的所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料为超晶格结构，在973K高温下：热导率为1.40～1.65Wm-1K-1，ZT值在0.15~0.25；且在温度700℃下均不发生相变。
2.根据权利要求1所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料，其特征在于所述的In2O3、ZnO和Ga2O3摩尔计量是按In2O3(ZnO)3+X%Ga2O3mol%掺杂量进行化学计量，其中X的取值为大于零小于等于1。
3.一种权利要求1所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料的制备方法，其特征在于包括前处理、烧结步骤，具体包括：
A、前处理：将配方配比称取原料In2O3、ZnO和Ga2O3混匀得到物料a，物料a中加入物料a质量 2倍的无水乙醇，然后球磨后得到溶液b；
B、烧结：将溶液b在温度60~100℃干燥8~15h得到粉末c，粉末c研磨过400~600目筛后压制成型得到型坯d，型坯d于温度1000~1800℃下烧结8~10h冷却至室温得到目标物结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于A步骤中所述的球磨是在温度30~50℃、球磨机转速100~150r/min下球磨300~500min。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于球磨中加入磨球质量为物料a质量的四分之一。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于B步骤中所述的型坯d是将溶液b在温度70~90℃干燥11~13h得到粉末c，粉末c研磨过500目筛后压制成型得到。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于B步骤中所述的压制成型是在保压压力3~5Mpa下保压3~5min压制成型。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于B步骤中所述的烧结是将型坯d于温度1200~1600℃下烧结8~10h。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的冷却是在惰性气氛下自然冷却。
10.一种权利要求1或2所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料的应用，其特征在于所述的结晶度高、杂质少、致密度高、热导率低的Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料在制备热电转换产品中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811534550.6A CN109503147B (zh) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | 一种Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811534550.6A CN109503147B (zh) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | 一种Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109503147A true CN109503147A (zh) | 2019-03-22 |
| CN109503147B CN109503147B (zh) | 2021-09-10 |
Family
ID=65752547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811534550.6A Active CN109503147B (zh) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | 一种Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109503147B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1379827A (zh) * | 1999-11-25 | 2002-11-13 | 出光兴产株式会社 | 溅射靶、透明导电氧化物和制备该溅射靶的方法 |
| CN101244840A (zh) * | 2007-02-15 | 2008-08-20 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种纳米氧化物粉末的制备方法 |
| CN102245532A (zh) * | 2008-12-15 | 2011-11-16 | 出光兴产株式会社 | 复合氧化物烧结体及由其构成的溅射靶 |
| EP1981089B1 (en) * | 2002-10-04 | 2014-03-26 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Transparent electrode film based on indium oxide with titanium and tungsten admixtures and manufacturing method thereof |
| CN103890986A (zh) * | 2011-10-19 | 2014-06-25 | 富士胶片株式会社 | 热电转换元件及其制造方法 |
| CN104034758A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-09-10 | 南京益得冠电子科技有限公司 | 一种混杂石墨烯膜、贵金属粒子和金属氧化物材料的集成氢气传感器及其制备方法 |
| CN107565011A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-01-09 | 四川大学 | 基于Ga元素掺杂有效提高PbTe热电性能的方法 |
-
2018
- 2018-12-14 CN CN201811534550.6A patent/CN109503147B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1379827A (zh) * | 1999-11-25 | 2002-11-13 | 出光兴产株式会社 | 溅射靶、透明导电氧化物和制备该溅射靶的方法 |
| EP1981089B1 (en) * | 2002-10-04 | 2014-03-26 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Transparent electrode film based on indium oxide with titanium and tungsten admixtures and manufacturing method thereof |
| CN101244840A (zh) * | 2007-02-15 | 2008-08-20 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种纳米氧化物粉末的制备方法 |
| CN102245532A (zh) * | 2008-12-15 | 2011-11-16 | 出光兴产株式会社 | 复合氧化物烧结体及由其构成的溅射靶 |
| CN103890986A (zh) * | 2011-10-19 | 2014-06-25 | 富士胶片株式会社 | 热电转换元件及其制造方法 |
| CN104034758A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-09-10 | 南京益得冠电子科技有限公司 | 一种混杂石墨烯膜、贵金属粒子和金属氧化物材料的集成氢气传感器及其制备方法 |
| CN107565011A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-01-09 | 四川大学 | 基于Ga元素掺杂有效提高PbTe热电性能的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| LI-JUN CUI: "Enhanced thermoelectric properties of In2O3(ZnO)5 intrinsic superlattice ceramics by optimizing the sintering process", 《RSC ADVANCES》 * |
| LULU HUANG: "Significantly reduced lattice thermal conductivity and enhanced thermoelectric", 《JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109503147B (zh) | 2021-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Feng et al. | SnSe+ Ag 2 Se composite engineering with ball milling for enhanced thermoelectric performance | |
| Li et al. | Enhanced thermoelectric performance in n-type polycrystalline SnSe by PbBr 2 doping | |
| CN109534303B (zh) | 一种高性能低温热电材料及其制备方法 | |
| Wang et al. | Enhanced thermoelectric performance in p-type Mg3Sb2 via lithium doping | |
| CN103872237A (zh) | 铜硫基高性能热电材料及其制备方法 | |
| Li et al. | Thermoelectric properties of lower concentration K-doped Ca3Co4O9 ceramics | |
| CN102931336B (zh) | 一种GeTe基复合热电材料及其制备方法 | |
| Lv et al. | Thermoelectric properties of polycrystalline SnSe 1±x prepared by mechanical alloying and spark plasma sintering | |
| CN109650435A (zh) | 一种硫化铜基热电复合材料及其制备方法 | |
| Li et al. | Structure, electrical and magnetic properties of La 0.67 Ca 0.33− x K x MnO 3 polycrystalline ceramic | |
| Bai et al. | Microstructure and thermoelectric properties of marcasite-type compounds XTe2 (X= Fe, Co, Ni) prepared by solid-state reaction | |
| Hwang et al. | Thermoelectric properties of P‐doped and V‐doped Fe2O3 for renewable energy conversion | |
| JP2002280619A (ja) | 熱電変換材料及び熱電変換素子 | |
| JP3565503B2 (ja) | 酸化物熱電変換材料 | |
| CN109503147A (zh) | 一种Ga元素掺杂In2O3(ZnO)3热电材料及其制备方法与应用 | |
| Wang et al. | Enhancement of thermoelectric properties of SrTiO3/LaNb–SrTiO3 composite by different doping levels | |
| CN101905972A (zh) | 一种铝掺杂的氧化锌基热电材料及其制备方法 | |
| Culebras et al. | La 1− x Ca x MnO 3 semiconducting nanostructures: morphology and thermoelectric properties | |
| Vijay et al. | A Study on the Effects of La/Sm Codoping on the Structural and High Temperature Thermoelectric Properties of n‐Type CaMnO3− δ Perovskite | |
| Çetin Karakaya et al. | Effects of K substitution on thermoelectric and magnetic properties of Bi 2 Sr 2 Co 2 O y ceramic | |
| Ullah et al. | Effects of Al and B co-doping on the thermoelectric properties of ZnO ceramics sintered in an argon atmosphere | |
| CN103715349A (zh) | 一种Ni掺杂ZnO织构热电材料的制备方法 | |
| Goto et al. | Effect of Bi Substitution on Thermoelectric Properties of SbSe2-based Layered Compounds NdO0. 8F0. 2Sb1− x Bi x Se2 | |
| CN109659426A (zh) | 一种超晶格结构热功能陶瓷材料及其制备方法与应用 | |
| Gharleghi et al. | Enhanced thermoelectric properties of hydrothermally synthesized Bi 0.88− x Zn x Sb 0.12 nanoalloys below the semiconductor–semimetal transition temperature |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |