Мацукевич І.В.
Білоруський державний технологічний університет вул. Свердлова, 13а, м. Мінськ, 220006, Республіка Білорусь
Клиндюк А.І.
Білоруський державний технологічний університет вул. Свердлова, 13а, м. Мінськ, 220006, Республіка Білорусь
Ключові слова: шаруватий кобальтит кальцію, цитратний гель-метод, електропровідність, термоЕРС, теплове розширення, фактор потужності.
Анотація: Цитратним гель-методом синтезовано тверді розчини Ca3Co3.85M0.15 О9+δ (M = V – Zn), досліджено їхню структуру й мікроструктуру, термоЕРС, електропровідність і теплове розширення. Вивчено процеси, що відбуваються при одержанні кераміки Ca3Co4O9+δ цитратним гель-методом. Встановлено, що отримані матеріали є напівпровідниками p-типу. Проаналізовано вплив часткового заміщення катіонів кобальту катіонами 3 d-металів на фізико-хімічні й термоелектричні властивості кераміки Ca3Co3.85M0.15О9+δ. Максимальні значення фактора потужності демонструють тверді розчини Ca3Co3.85Fe0.15O9+δ і Ca3Co3.85Ni0.15O9+δ – відповідно 153 і 152 мкВт/(м·К2 ) за 1100 К, що в 1.5 раза більше, ніж для незаміщеного кобальтиту кальцію Ca3Co4O9+δ.
Література
- Oxide Thermoelectrics. Research Signpost, Ed. by K.Koumoto, I.Terasak, and N.Murayama (Trivandrum, India, 2002), 255 p.
- D.Kenfaui, D.Chateigner, M.Gomina and J.G.Noudem, Texture, Mechanical and Thermoelectric Properties of Ca3Co4O9 Ceramics, J. Alloys & Comp. 490, 472 (2010).
- Y.Song, Q.Sun, L.Zhao, F.Wang, and Zh..Jiang, Synthesis and Thermoelectric Power Factor of
(Ca0.95Bi0.05)3Co4O9 / Ag Composites, Mater. Chem. and Phys. 113, 645 (2009). - Y.F.Zhang, J.X.Zhang, Q.M.Lu, and Q.Y.Zhang, Synthesis and Characterization of Ca3Co4O9+δ
Nanoparticles by Citrate Sol-Gel Method, Mater. Lett. 60, 2443 (2006). - N.Lerssongkram, S.Pinitsoontorn, and N.Keawprak, Synthesis and Thermoelectric Properties of Ca3Co4O9 Prepared by Sol-Gel Method Using PVA, KKU Research J. 16(1), 11 (2011).
- T.Yin, D.Lui, Y.Ou, F.Ma, S.Xie, J.-F.Li, and J.Li, Nanocrystalline Thermoelectric Ca3Co4O9 Ceramics by
Sol-Gel Based Electrospinning and Spark Plasma Sintering, J. Phys. Chem. C 114, 10061 (2010). - Y.Wang, Y.Sui, X.Wang, W.Su and X.Lui, Enhanced High-Temperature Thermoelectric Characteristics of Transition Metals Doped Ca3Co4O9+δ , J. Appl. Phys. 107, 033708 (2010).
- Y.Wang, Y.Sui, P.Ren, L.Wang, X.Wang, W.Su, and H.Fan, Strongly Correlated Properties and Enhanced
Thermoelectric Response in Ca3Co4–xMxO9+δ (M = Fe, Mn, and Cu), Chem. Mater 22, 1155 (2010). - Ch.-J. Liu, L.-Ch. Huang, and J.-Sh. Wang, Improvement of the Thermoelectric Characteristics of Fe-doped Misfit-Layered Ca3Co4–xFexO9+δ (x = 0, 0.05, 0.1, and 0.2), Appl. Phys. Lett. 89, 204102 (2006).
- Ch.-J. Liu, J.-L. Chen, L.-Ch. Huang, Zh.-R. Lin, and Ch.-L Chang, X-ray Absorption Spectroscopy Studies of Fe-doped Misfit-Layered Ca3Co4–xFexO9+δ (x = 0, 0.05, 0.1, and 0.2), J. Appl. Phys. 102, 014908 (2007).
- L.Xu, F.Li, and Y.Wang, High-Temperature Transport and Thermoelectric Properties of Ca3Co4–xTixO9+δ , J. Alloys & Comp. 501, 115 (2010).
- T.Morimura, M.Hasaka, Sh.-I.Kondo, H.Nasashima, and H.Maeda, Microstructures and Thermoelectric
Properties of Sintered Ca3Co4O9-based oxide, J. Electr. Mat. 41, 1217 (2012). - Клындюк А.И. Свойства фаз RBaCuFeO5+δ (R – Y, La, Pr, Nd, Sm-Lu) / А.И. Клындюк, Е.А. Чижова
// Неорган. матер. – 2006. Т. – 42. № 5. – С. 611. - Клындюк А.И. Термоэлектрические свойства некоторых перовскитных оксидов / А.И. Клындюк,
Е.А. Чижова [и.д.р.] // Термоэлектричество. – 2009. – № 3. – С. 76–84 - A.K.Tripathi, H.B.Lal, Electrical Transport in Rare-Earth Orthochromites, Mater. Res. Bull. 15(2), 233
(1980). - A.C.Masset, C.Michel, A.Maignan, M.Hervieu, O.Toulemonde, F.Studer, B.Raveau, J.Hejtmanek, MisfitLayered Cobaltite with an Anisotropic Giant Magnetoresistance: Ca3Co4O9, Phys. Rev. B. 62(1), 166 (2000).
- Y.Zhang, J.Zhang, Rapid Reactive Synthesis and Sintering of Textured Ca3Co4O9 Ceramics by Spark
Plasma Sintering, J. Mater. Proc. Technol. 208, 70 (2008).
Надійшла до редакції 06.08.2012