Оптимизация режимов синтеза и компактирования композитов оксида Ca3Co4O9 с многослойными углеродными нанотрубками - Conference attendances

Оптимизация режимов синтеза и компактирования композитов оксида Ca3Co4O9 с многослойными углеродными нанотрубками Conference attendances

Language

Русский

Participant type

Устный

Conference

XVIII Межгосударственная Конференция ТЕРМОЭЛЕКТРИКИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЯ – 2023 (ISCTA-2023) Санкт-Петербург
11-14 Sep 2023 , Санкт-Петербург

Authors

Романенко А.И. ¹ , Чебанова Г.Е. ¹ , Дрожжин М.В. ¹ , Катаманин И.Н. ¹ , Лавров А.Н. ¹ , Кузнецов В.Л. ² , Мосеенков С.И. ² , Заворин А.В. ² , Пай В.В. ³ , Лукянов Я.Л. ³ , Wang Hongchao ⁴ , Jie Yao ⁴ , Wenbin Suc ⁴

Affiliations

1	Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences
2	Boreskov Institute of Catalysis, SB RAS, Novosibirsk
3	Lavrentyev Institute of Hydrodynamics
4	Shandong University

Ca3Co4O9 синтезирован двумя методами - твердотельным синтезом и методом комплексных предшественников (методом Пекини). Использованы различные методы компактирования исходного порошка в таблетки. Электроискровой метод (SPS), метод холодного прессования, метод компактирования взрывом, метод быстрого горячего прессования (RHP). Исходные образцы Ca3Co4O9 синтезированные методом Пекини, компактированные SPS методом и спеченные при 600оС имеют максимальные термоэлектрические характеристики а термоэлектричекая добротность при комнатной температуре (ZT300K ~ 0.1) превышает литературные данные. На основе оксида Ca3Co4O9 полученного методом Пекини синтезированы композиты с углеродными нанотрубками (CNTs) и компактированы SPS методом. Термообработка полученных композитов в вакууме при температурах вплоть до 600оС не приводит к деградации исходных компонент (как Ca3Co4O9, так и CNTs). Добавление CNTs ведет к ухудшению всех термоэлектрических характеристик. Метод холодного прессования продемонстрировал наихудшие характеристики полученного материала. Мы использовали взрывной метод компактирования образцов Ca3Co4O9+y%CNTs поскольку при взрывном сжатии характерное время нагрева t ∼ 10-5 сек, температура T ∼ 1100oС и давление ∼ 10 ГПа. Чтобы избежать растрескивания образца, мы использовали примесь связующего AlN, которая приводит к укреплению границ зерен. В результате коэффициент мощности PF увеличился и достиг максимального значения PF = 0,54 mW/(K2•m) при комнатной температуре для данного класса соединений. Увеличение концентрации нанотрубок в композитах на основе Ca3Co4O9 синтезированных твердотельным методом и компактированных RHP методом ведет к увеличению добротности Z300K от 0.006 до 0.048 в образцах Ca3Co4O9+5%CNTs. Этот результат превышает все известные литературные данные и уступает только результатам поленным нами для Ca3Co4O9 синтезированных методом Пекини и компактированных SPS методом и взрывным сжатием.

Романенко А.И. , Чебанова Г.Е. , Дрожжин М.В. , Катаманин И.Н. , Лавров А.Н. , Кузнецов В.Л. , Мосеенков С.И. , Заворин А.В. , Пай В.В. , Лукянов Я.Л. , Wang H. , Jie Y. , Wenbin S.
Оптимизация режимов синтеза и компактирования композитов оксида Ca3Co4O9 с многослойными углеродными нанотрубками
XVIII Межгосударственная Конференция ТЕРМОЭЛЕКТРИКИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЯ – 2023 (ISCTA-2023) Санкт-Петербург 11-14 сент. 2023