Тип публикации: отчёт о НИР
Год издания: 2020
Ключевые слова: термоэлектрические материалы, твердые растворы редкоземельных и щелочноземельных оксидов кобальта, фазы Раддлесдена-Поппера, сосуществование фаз, пространсвенно-неоднородные материалы, нанокомпозитные материалы
Аннотация: Из оксидов и карбонатов синтезированы твёрдые растворы титаната стронция Sr(1-x)Sm(x)TiO(3-δ). Измерены температурные зависимости электропроводности и коэффициента Зеебека образцов с различным уровнем замещения (х = 0.025, 0.05, 0.075, 0.1, 0.2). Исследовано влияние механоактивации, приводящей к уменьшению размеров исходных частиц Показать полностьюи формированию керамических образцов с различной морфологией. Выявлено, что при увеличении содержания Sm от 0.025 до 0.075 электропроводность увеличивается, а коэффициент Зеебека уменьшается по абсолютному значению, что в совокупности приводит к лучшим показателям фактора мощности для образцов с х = 0.05, 0.075. Значения коэффициента Зеебека для х = 0.075, 0.1, 0.2 отличаются слабо. Обнаружена зависимость электропроводящих свойств от предварительной механохимической активации и морфологии образцов. Существенным отличием активированных образцов является ход зависимостей электросопротивления: в интервале температур 400 – 500 К для Sr(0.95)Sm(0.05)TiO(3-δ) и 500 – 600 К для Sr(0.925)Sm(0.075)TiO(3-δ) происходит смена типа проводимости с полупроводникового на металлический. Для неактивированных образцов во всем исследуемом температурном диапазоне имеет место полупроводниковый тип проводимости. Показано, что образцы, которые подвергались дополнительно механоактивации, имеют значительно меньшее удельное сопротивление при незначительном изменении коэффициента Зеебека. На основании полученных результатов рассчитаны термоэлектрические факторы мощности. Лучшие значения достигнуты для образцов, полученных из наноразмерных частиц составов Sr(0.95)Sm(0.05)TiO(3-δ) и Sr(0.925)Sm(0.075)TiO(3-δ) и составляют 5.5 µW/(cm•K2) при Т = 580 К и 4.10 µW/(cm•K2) при температуре 650 К соответственно. Таким образом, уровень замещения самарием в диапазоне от 0.05 до 0.075 имеет наибольший потенциал для улучшения термоэлектрических параметров образцов Sr(1-x)Sm(x)TiO(3-δ), а дополнительная механообработка позволяет улучшить термоэлектрический фактор мощности и снизить температуры синтеза образцов и восстановления.