低温烧结下CaMnO3热电材料的性能优化与Bi2O3掺杂影响

本文主要探讨了CaMnO3热电材料在低温烧结条件下的研究，发表于2012年《西华大学学报(自然科学版)》第31卷第6期。研究采用了固相反应法来制备CaMnO3粉末，这是一种重要的氮型热电材料。首先，将CaMnO3粉末与Bi2O3混合并压块，然后在900℃的较低烧结温度下进行12小时处理，目的是为了优化材料的合成过程。 实验结果显示，通过这种工艺制备的热电材料是纯单相的CaMnO3，表明Bi2O3的添加并没有引入显著的第二相，这对于保持材料的纯净度和热电性能至关重要。随着Bi2O3含量的增加，样品的平均电导率有明显提高，这可能是因为Bi2O3作为掺杂剂增加了电子或空穴浓度，有助于提高载流子的迁移率。然而，温差电势（Seebeck coefficient）却随Bi2O3的增加而减小，这是由于掺杂改变了材料的能带结构，导致了电子分布的变化。 热电性能方面，样品表现出半导体特性，即平均电导率随温度上升而增加，这符合半导体的导电特性。同时，温差电势随温度升高而增大，这是热电材料的重要性质，表明它具有良好的热电转换效率。加入Bi2O3不仅促进了烧结过程，还显著降低了烧结温度，这意味着更节能的生产工艺，这对于实际应用中的热电设备制造具有重要意义。 关键词集中在CaMnO3、Bi2O3、热电陶瓷以及低温烧结技术上，表明这项研究对热电材料的基础理论和实际应用有着深远的影响。该研究提供了关于如何通过调控Bi2O3含量来优化CaMnO3热电材料低温烧结工艺的新见解，为开发高效、低成本的热电材料开辟了新的路径。