氧化物热电材料的研究现状与应用

介绍了氧化物热电材料的研究背景和特点,分析了几种典型氧化物材料的晶体结构及热电特性,综述了该类材料在温差发电和气体传感器方面的应用,最后提出了提高热电优值的途径和今后的发展方向。     

反馈部件的性能参数对热电型气体传感器的影响

热电型气体传感器具有广阔的应用前景.然而在设计制备过程中,通常直接选用热电综合性能较好的材料作为反馈部件,缺乏对热电性能各参数的具体研究,因此在选材上至今尚缺足够的科学依据.本文采用固相反应法和射频磁控溅射技术,分别制备了不同化学配比的Ba1-xSrxPbO3(0≤x≤1)热电材料和对氢气敏感的Pt催化剂层,形成热电型氢气传感器.在相同氢气浓度下测试了各氢气传感器的输出电压,研究了热电参数对传感器性能的影响度.测量结果表明,热电材料的Seebeck值和热导率对热电氢气传感器性能起关键性作用.该研究为制备高性能热电型气体传感器的反馈部件提供了可靠的选材依据.以SrPbO3为反馈部件制备热电氢气传感器,其测试范围可弥补市售氢气传感器因测量范围窄难以满足GB15322的问题,可用于较高氢气浓度的测量和泄漏情况的安全评估.     

锶掺杂铅酸钡陶瓷的热电性能

用固相反应法对BaPbO3材料进行了Sr掺杂,合成了Bal-xSrxPbO3(0≤x≤1.0)系列粉体材料.对样品进行了X射线衍射分析.通过计算获得了材料的晶胞参数随化学组分的变化规律.将粉体烧结成块状陶瓷,在300～673 K测试了该陶瓷的电导率、Seebeck系数和热导率随Sr掺杂量(x)和温度的变化情况.结果发现:随x的增加,晶胞参数(a,b,c)缩短,晶胞体积(V)收缩,晶格对称性降低.Seebeck系数的绝对值升高,热导率降低,电导率下降.当x=0.6时,BalxSrxPbO3表现出高的品质因子Z,在673 K时,Z的最大值达1.2×10-4/K.