本发明专利技术涉及一种稀土复合掺杂Ca-Co-O系热电转换材料及制备方法。所述热电转换材料是通过对Ca3Co4O9氧化物系热电材料，掺杂少量稀土元素La和Sm改性而得。所述制备方法为：采用溶胶-凝胶法合成了复合掺杂的Ca3-2xLaxSmxCo4O9体系材料的前驱粉末，再通过压片以及高温和微波烧结得到了所述稀土复合掺杂的Ca-Co-O系热电材料。所述热电转换材料，既保持了Ca-Co-O系热电材料良好的高温化学稳定性，同时通过稀土元素掺杂改性，提高其热电性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种稀土改性热电转换材料及其制备方法，具体涉及稀土元素La和Sm复合掺杂Ca-Co-O系热电转换材料Ca3 2xLaxSmxCo409，属于热电材料领域。
技术介绍
稀土元素具有独特的光学、电学和磁学性能，已经在当代高
中得到了广泛地应用。在稀土热电陶瓷材料中，少量或微量的稀土掺杂可以改变陶瓷材料的微观结构、致密度、物理化学性能等，从而影响到材料的热电性能。通过查阅己有的相关文献发现，Ca3Co4O9氧化物热电材料在高温下的化学稳定性最强，为提高其热电性能，国内外学者纷纷对其进行掺杂改性。根据能量效应，半径相近的原子才能相互取代，Ca3Co4O9氧化物中Ca2+的半径为0.99k,稀土元素中，La3+的半径为1.05A，Sm3+的半径为0.96A，与Ca2+的半径都很相近，因此可以相互取代。
技术实现思路
: 本专利技术的目的在于改善现有Ca-Co-O系热电转换材料的热电性能，提供了:采用溶胶-凝胶法合成了复合掺杂的Ca3 2xLaxSmxCo409系材料的前驱粉末，再通过压片以及高温和微波烧结得到了所述稀土复合掺杂的Ca-Co-O系热电材料。较佳地，所述前驱粉末由下列成分组成:已二醇为溶剂，硝酸钙、硝酸钴、硝酸镧、硝酸钐为原料，柠檬酸为络合剂，氨水为添加剂； 较佳地，所述Ca3 2xLaxSmxCo409系材料前驱粉末中，x=0.05-0.35 ; 较佳地，所述溶胶-凝胶法工艺步骤为:75°C下水浴加热并保温3小时，再通过常规微波加热预烧，得到所述前驱粉末； 较佳地，所述前驱粉末的压制成型，压力为20MPa ; 较佳地，所述高温烧结，烧结温度为900°C，升温速率为10°C /min，烧结时间为5h ; 较佳地，所述微波二次烧结，烧结条件为微波高火(700W)，时间为5min，获得Ca3 2xLaxSmxCo409系热电材料。有益效果 通过对Ca-Co-O系热电材料复合掺杂稀土元素La和Sm进行改性，获得Ca3 2xLaxSmxCo409系热电材料，既保持了良好的高温化学稳定性，还改善了材料的热电性能。同时工艺简单，成本低廉，适合大面积推广。【具体实施方式】实施例1 一种稀土改性热电材料Ca2.5Laa35Si%15Co409的制备方法，包括以下步骤:以已二醇为溶剂，硝酸钙、硝酸钴、硝酸镧(硝酸钐)为原料，柠檬酸为络合剂，氨水为添加剂，在75°C下水浴加热并保温3小时，再通过常规微波加热预烧，得到前驱粉末；经过20MPa压制成型；再进行900°C高温烧结5h ;最后微波高火(700W) 二次烧结5min，获得Ca2.5Laa35SmQ.15Co409。上述实施例，只是本专利技术的较佳实施例，并非用来限制本专利技术实施范围，故凡以本专利技术权利要求所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本专利技术权利要求范围之内。【主权项】1.一种稀土复合掺杂的Ca-Co-O系热电转换材料，其特征在于，所述热电材料由Ca-Co-O系氧化物掺杂稀土元素La和Sm，从而得到Ca3 2xLaxSmxCo409系热电转换材料，X=0.05-0.35。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括:采用溶胶-凝胶法合成了复合掺杂的Ca3 2xLaxSmxCo409系材料的前驱粉末，再通过压片以及高温和微波烧结得到了所述稀土复合掺杂的Ca-Co-O系热电材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于:所述溶胶-凝胶法，以已二醇为溶剂，硝酸钙、硝酸钴、硝酸镧、硝酸钐为原料，柠檬酸为络合剂，氨水为添加剂，75°C下水浴加热并保温3小时，通过常规微波加热预烧，制备稀土复合掺杂的Ca-Co-O体系热电材料的前驱粉末。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于:所述Ca-Co-O体系热电材料的前驱粉末，经过20MP压制成型。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于:所述前驱粉末压制成型后，进行高温烧结，烧结温度为900°C，升温速率为10°C /min,烧结时间为5h ;最后进行微波二次烧结，烧结条件为微波高火(700W)，时间为5min，获得Ca3 2xLaxSmxCo409系热电材料。【专利摘要】本专利技术涉及一种。所述热电转换材料是通过对Ca3Co4O9氧化物系热电材料，掺杂少量稀土元素La和Sm改性而得。所述制备方法为：采用溶胶-凝胶法合成了复合掺杂的Ca3-2xLaxSmxCo4O9体系材料的前驱粉末，再通过压片以及高温和微波烧结得到了所述稀土复合掺杂的Ca-Co-O系热电材料。所述热电转换材料，既保持了Ca-Co-O系热电材料良好的高温化学稳定性，同时通过稀土元素掺杂改性，提高其热电性能。【IPC分类】C04B35/01, C04B35/622【公开号】CN105218077【申请号】CN201510632485【专利技术人】不公告专利技术人 【申请人】涂艳丽【公开日】2016年1月6日【申请日】2015年9月29日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种稀土复合掺杂的Ca‑Co‑O系热电转换材料，其特征在于，所述热电材料由Ca‑Co‑O系氧化物掺杂稀土元素La和Sm，从而得到Ca3‑2xLaxSmxCo4O9系热电转换材料，X=0.05~0.35。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：涂艳丽，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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