非水共沉淀法制備納米方鈷礦化合物的研究.pdf

1、CoSb3化合物由于具有很高的電導(dǎo)率和較高的Seebeck系數(shù)而引起了人們的廣泛關(guān)注，但其熱導(dǎo)率很高，使得材料的ZT值和轉(zhuǎn)換效率較低。目前，改善其性能的途徑主要有結(jié)構(gòu)低維化和摻雜。本論文首次探索采用非水共沉淀法制備納米方鈷礦化合物的可能性，研究了合成工藝和摻雜等對方鈷礦化合物粉體的相組成和微結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，并且初步探索了燒結(jié)溫度和摻雜對方鈷礦塊體材料的相組成、微結(jié)構(gòu)和電性能的影響規(guī)律。 采用無水乙醇作為反應(yīng)溶劑，以SbCl3和C

2、OCl2·6H2O為起始原料，NaOH作沉淀劑，將沉淀直接干燥后得到前驅(qū)體A，該前驅(qū)體A由NaCl、非晶態(tài)的Sb2O3和Co(OH)2混合組成；將沉淀的混合溶液經(jīng)過多次洗滌、超聲分散和干燥后，得到前驅(qū)體B，此前驅(qū)體由斜方晶系的Sb2O3和非晶態(tài)的Co(OH)2混合組成。 將前驅(qū)體A進(jìn)行還原熱處理并進(jìn)一步洗滌后得到了純度較高的單相方鈷礦化合物。沉淀劑的量、還原溫度、時(shí)間、干燥工藝和摻雜等對粉體的相組成和微結(jié)構(gòu)有顯著影響；當(dāng)沉淀劑的

3、量為理論值的1.2倍時(shí)，在300℃-1.5h下還原得到的CoSb3平均粒徑約為10-20nm：摻Ni對粉體的粒徑影響不明顯，摻In所獲得的粉體的顆粒尺寸明顯減小。 前驅(qū)體B經(jīng)過還原后得到了單相的CoSb3；還原溫度和摻雜對粉體的相組成影響不大，但是對粉體的顆粒尺寸有影響；還原溫度越高，所獲得的粉體粒徑越大。在400℃-1h下還原得到的粉體，平均尺寸約為50nm；摻Ni對粉體的微結(jié)構(gòu)影響不顯著，但摻In所獲得的粉體顆粒尺寸變小，約