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热电材料是一种将热能和电能直接相互转换的新型功能材料。本文综合评述了热电材料的基本原理、应用范围及目前国内外热电材料发展的现状、显著成果和未来发展的趋势。就目前而言,热电材料主要有Te化合物热电材料,如BiTe、PbTe等,填隙Skutterudite热电材料,钴基氧化物热电材料等。本论文工作主要研究了p型Na掺杂Ca3Co4O9及n型Bi掺杂LaNiO3氧化物热电材料的合成和表征,分析了反应条件、掺杂量等因素对产物性能的影响,并详细阐述了各影响因素对材料性能的影响机理。本文采用自燃法合成了p型Na掺杂Ca3Co4O9及n型Bi掺杂LaNiO3氧化物系列粉末,并通过普通的粉末冶金工艺制备了各组分的热电材料陶瓷试样。对所得反应物进行了X射线衍射(X-ray)分析,透射电镜(TEM)与扫描电镜(SEM)的分析,研究了烧结工艺以及x值的变化对两种系列热电材料性能的影响。本论文的主要研究成果如下:1.采用自燃法成功合成了Na掺杂的(NaxCa1-x)3Co4O9(x=0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2)氧化物陶瓷粉末,与其他传统方法相比自燃法合成的粉末粒度更加细小均匀,结晶度高,压制性能更好。通过冷压烧结工艺成功的烧结出相对密度较高,高度结晶且各向异性的块体材料,各组分相对密度均在80%左右。同时对其热电性能进行了测试,材料获得了相同工艺条件下较高的热电性能,试样(Na0.15Ca0.85)3Co4O9在温度973K时的功率因子达到最大值5.802×10-4Wm-1K-2。2.采用Na掺杂方法可以明显提高材料的热电性能。随着掺杂量x值的增大,材料的电阻率显著降低,同时由于声子曳引效应的作用Seebeck系数也有一定的提高。证明了掺杂改性可以有效地提高热电材料的性能。3.采用自燃法成功合成了Bi掺杂的La1-xBixNiO3(x=0, 0.025, 0.05, 0.075, 0.1, 0.15)纳米级氧化物粉末,平均粒径约为150nm。柠檬酸的鏊合作用使合成实验反应温度降低,降低了反应难度和成本,合成的粉末粒度均匀细小,活性高,有利于压制烧结工艺,节约成本。采用冷压烧结工艺成功烧结出相对密度较高,高度结晶的块体材料,各组分块体材料的相对密度均在80%以上。同时对其热电性能进行了测试,材料获得了相同工艺条件下较高的热电性能,试样La0.9Bi0.1NiO3在温度973K时的功率因子达到2.16×10-5Wm-1K-2。4. Bi掺杂可以显著提高材料的热电性能。随着掺杂量x值的增加,材料的电阻率显著下降,Seebeck系数有所下降,但材料的功率因子显著提高。同时掺杂量x≤0.15的情况下未改变材料本身钙钛矿结构。证明了掺杂改性可以有效地提高热电材料的性能。本文所运用的自燃法合成工艺,对于合成的粉末性能有明显的改善作用,从而有利于压制烧结工艺,节约成本,并对陶瓷材料热电性能的提高有明显作用。本文的研究表明p型Na掺杂Ca3Co4O9及n型Bi掺杂LaNiO3陶瓷材料的综合性能匹配程度高,可用于中高温热电器件的组装。本文为热电器件的材料选择和组装提供了一条良好的途径。