Ca_3Co_4O_9陶瓷的热传输特性(英文)

摘要

采用溶胶-凝胶法,结合常压烧结工艺制备了Ca_3Co_4O_9陶瓷。通过热重-差示扫描量热法(thermogravimetric-differential scanning calorimetry, TG-DSC)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)等测试手段探讨了Ca_3Co_4O_9陶瓷的形成过程,分析了不同工艺参数对Ca_3Co_4O_9陶瓷显微结构及性能的影响,研究了晶粒尺寸与热传输性能之间的关系。结果显示:Ca_3Co_4O_9为取向无规则层片状结构,当煅烧温度为750～900℃时,能得到纯相Ca_3Co_4O_9。Ca_3Co_4O_9陶瓷的热导率(κ)较低,且随着温度的升高而逐渐增大。晶粒尺寸的减小对其晶格热导率(κ_1)影响显著,当平均晶粒由92 nm减小到63 nm时,κ_1由1.529W/(m·K)减小到0 959W/(m·K),但对载流子热导率(κ_c)的影响很小。Ca_3Co_4O_9陶瓷的κ随晶粒尺寸的减小而降低,主要是由于κ_1随晶粒尺寸的减小而降低所致。