摘要：Ca3Co4O9基热电材料的结构与性能

热电材料是一种将热能和电能进行转换的功能材料。近年来，适合绿色环保主题的热电材料具有体积小、重量轻、运行无噪音、准确可靠等优点，引起了材料研究人员的广泛关注。 Ca3Co4O9基热电材料作为一种很有前景的新型热电材料，与传统热电材料相比具有工作温度高、抗氧化性好、无毒、无环境污染等优点，适用于工业余热发电。本文以Ca3Co4O9基热电材料为研究对象，采用溶胶-凝胶法制备前驱体粉末，然后采用常压烧结法在900℃下烧结成瓷器。研究了Ca3Co4O9中Ca位点和Co位点单组分掺杂和双组分掺杂后材料的微观结构和热电性能。结果表明，室温下Ba的最佳掺杂量为5%，Ni的最佳掺杂量为2%。 K和Bi共掺杂样品的热电性能最好，室温下热电品质因数Z可达0.97×10-4K。 -1，4#(Ca0.90K0.75Bi0.25)3Co4O9样品在700℃时功率因数达到2.39×10-4W(mK2)-1。同时，在室温下对上述样品的介电性能进行了测试和分析。结果表明，Ni掺杂样品Ca3(Co0.95Ni 0.05)3Co4O9在104-105Hz频段的介电常数可以达到850左右，但由于电导损耗，样品的介电损耗也较高.为了降低材料的介电损耗，提高材料的机械强度，本文采用溶液共混法制备了Ca3(Co0.95Ni0.05)4O9。/PVDF复合材料，结果表明样品两相结合良好，没有出现团聚、分层等相分离现象，也没有明显的气孔和缺陷。填料质量组成为0.3的复合样品在1000Hz时介电常数可达140，明显高于填料质量成分相同的BaTiO3/PVDF复合样品；但介电损耗仍然很高，会影响该品种的应用范围。

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