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摘 要 本文主要研究了采用化学共沉淀法和放电等离子烧结法相结合分别制备 Ca2Co2O5和 Ca3Co4O9陶瓷，采用溶胶-凝胶法和放电等离子烧结法相结合制备掺杂稀土离子的 Ca3Co4O9 固溶体，并对其微观结构和性能进行了初步探讨。 采用化学共沉淀法与 SPS 法相结合制备 Ca2Co2O5陶瓷是一种简便、快捷、新型的制备方法。它比普通的固相反应法和溶胶-凝胶法的反应周期短，而且操作易于进行。利用 ICP 确定共沉淀法制备前驱物的 pH 值。在不同条件下进行热处理，通过 XRD 分析确定其物相。在 600°C-900°C 之间不同时间进行热处理只能得到 Co3O4、CaO 和 Ca2Co2O5的混合物。在高于 900°C 热处理时，Ca2Co2O5分解生成 Ca3Co2O6。 热处理产物再经不同条件 SPS 烧结得到样品，通过 XRD 分析表明，当热处理温度在 650°C-800°C 时 SPS800°C 烧结 5min 即得所需物相；当热处理条件为750°C，2h 时，SPS 烧结 5min，温度在 750°C-900°C 也可得到所需物相。利用SEM 观察各烧结产物的微观结构，利用阿基米德法测定各烧结条件下产物的密度，并进行比照。实验结果表明随烧结温度升高产物的颗粒增大，密度先降低后升高。产物的热导率随温度的升高而降低。在测试范围内，随着温度的升高，样品的 ZT 值不断升高，最大达到 0.21，接近于文献最高值 ZT=0.23。 利用共沉淀法和 SPS 方法相结合制备纯相 Ca3Co4O9。热处理条件为 750°C，2h，SPS 烧结条件为 850°C 烧结 5min，升温速度为 150°C/min，压力为 30MP。 利用溶胶-凝胶法和SPS方法相结合制备掺杂稀土离子的Ca3Co4O9固溶体。采用 XRD 分析确定其物相以及掺杂量，当 La 的掺杂量 x≤0.4，Ce 的掺杂量 x≤0.3 时，稀土离子代替部分钙离子进入 Ca3Co4O9 的晶格形成替代型固溶体，晶体的晶格常数发生了改变。SEM 断口照片显示其微观结构呈片状排列。未掺杂样品的热导率高于掺杂后样品的热导率。热导率随着温度的升高而升高，在500°C 时达到最大值，在 500°C 之后降低。掺杂 Ce 离子使材料的 ZT 值升高；掺杂 La 离子使材料的 ZT 值降低。