توليف غير موحد العلاقات العامة مخدر SrTiO ₃ سيراميك وخصائص الحرارية منها

الهدف العام من هذا الإجراء هو تصنيع ثمانية سيراميك من السترونتيوم تيتان المخدر بشكل غير موحد مع خصائص كهروحرارية محسنة. يتم تحقيق ذلك عن طريق تحضير مسحوق تيتانات السترونتيوم المخدر PIO Dium أولا عن طريق تفاعل الحالة الصلبة بدرجة حرارة عالية مع سلسلة من الطحن والخلط الوسيط. الخطوة الثانية هي تكثيف المسحوق المحضر إلى أقراص سيراميك سائبة باستخدام تقنية توسيط بلازما شرارة التسخين السريع.

الخطوة الأخيرة هي إجراء قياسات خصائص النقل الحراري والإلكتروني كدالة لدرجة الحرارة على السيراميك المركزي. في النهاية ، يتم استخدام قياسات النقل الإلكترونية والحرارية هذه لإظهار التحسينات في عامل الطاقة الكهربائية الحرارية ورقم الجدارة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية على الطرق الحالية ، مثل التفاعل مع التمركز التقليدي وضغط القلب ، هي أنه يمكن تحقيق تحسن كبير في حركة الناقل وعامل الطاقة الكهربائية الحرارية باستخدام الهندسة المرتبطة بالحبوب من خلال الاستفادة من قدرة معدل التسخين العالي لتقنيات متلازمة بلازما الشرارة.

تساعد هذه الطريقة في الإجابة على أسئلة في مجال الأكاسيد الكهربائية الحرارية ومجال السيراميك الكهربائي ، مثل إمكانات الطبقة تيتانات لتطبيقات توليد الطاقة الحرارية ذات درجة الحرارة العالية ، بالإضافة إلى الخصائص الإلكترونية المعدلة لهذا الأكسيد. على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة على الخصائص الكهربائية الحرارية لتيتان STR. يمكن تطبيقه أيضا على أنظمة أخرى مثل السيراميك الكهربائي للتطبيقات من الأكسيد الصلب.

الخلايا الأولى, cel تأجيل الكهرباء, أولا تزن الكميات الهندسية الرواقية من مسحوق كربونات السترونتيوم, أكسيد التيتانيوم, مسحوق النانو, وأكسيد الصوديوم مركزة كتلة طحن. تمركز أكسيد الصوديوم في الكتل للعثور على الجسيمات باستخدام ملاط العقيق والمدقة. أضف مسحوق كربونات السترونتيوم ومسحوق نانو أكسيد التيتانيوم إلى الملاط واستمر في الطحن والخلط حتى يتم الحصول على مسحوق متجانس بصريا.

بعد ذلك ، قم بتحميل المسحوق المطحون في وعاء زجاجي واخلطه. باستخدام المحار لمدة 30 دقيقة لتجانس الخليط. من الناحية المثالية ، يعد الاضطراب هو الخيار الأفضل ، ولكن إذا كنت بحاجة إلى ذلك ، يمكنك هز الزجاج يدويا لبضع دقائق.

عند الانتهاء ، قم بتحميل المسحوق المختلط الناتج في صبغة من الفولاذ المقاوم للصدأ نظيفة ومصقولة بدقة وقم بشطرها بين غطاسين من الفولاذ المقاوم للصدأ. ثم اضغط على البارد على المسحوق باستخدام مكبس تحت حمولة طن متري واحد تقريبا عند الانتهاء ، ضع الحبيبات عموديا في قارب Illumina مليء بمسحوق السترونتيوم تيتان ثمانية الذي تم شراؤه تجاريا كحاجز بين قارب Illumina وحبيبات الضغط البارد. ضع القارب في فرن أنبوبي ، وقم بتسخينه حتى 1300 درجة مئوية في ثلاث ساعات واحتفظ به في درجة الحرارة هذه لمدة 15 ساعة.

بعد السماح للحبيبات بالتبريد إلى درجة حرارة الغرفة داخل الفرن ، قم بطحنها باستخدام ملاط العقيق والمدقة وقم بتحميل المسحوق الناتج في وعاء زجاجي لمزيد من الخلط. باستخدام المضطرب ، بمجرد خلط المسحوق ، قم بتحميله في صبغة الفولاذ المقاوم للصدأ والضغط البارد تحت ما يقرب من ثلاثة أطنان مترية من الحمولة. بعد التسخين عند 1400 درجة مئوية في فرن الأنبوب ، قم بطحن الحبيبات باستخدام ملاط العقيق والمدقة.

ثم كرر الخطوتين السابقتين مرة أخرى حتى يصل تفاعل الحالة الصلبة إلى الانتهاء. في هذه المرحلة ، قم بإعداد قطع زيت الرسم البياني الدائري لتغطية الواجهة العلوية والسفلية للمسحوق المحصور وغطاسات الجرافيت في صبغة الجرافيت. أيضا ، قم بإعداد قطعة زيت رسم بياني مستطيلة أخرى لتغطية الجدار الداخلي لصبغة الجرافيت.

قم بتحميل 1.6 جرام من المسحوق المحضر في صبغة الجرافيت ذات القطر الداخلي 12.7 ملم وقم بشطيرة المسحوق بين غطاسين من الجرافيت من نفس الحجم. بعد الضغط على البارد على المسحوق ، قم بلف قطعة من الجرافيت حول الصبغة للعزل وقم بتثبيتها بخيوط الجرافيت. ضع صبغة الجرافيت المحملة والغطاسات في توسيط بلازما الشرارة أو غرفة SPS.

انقل المرحلة إلى الموضع النهائي. ثم ركز وقم بمحاذاة الدائرة المستهدفة لمقياس المسامية على فتحة قراءة درجة حرارة الصبغة. أغلق الغرفة وضع حمولة 7.7 كيلو نيوتن على العينة.

قم بتفريغ وتطهير الغرفة باستخدام الأرجون ثلاث مرات واترك الغرفة تحت فراغ ديناميكي من ستة باسكال. بعد ذلك ، قم بزيادة درجة الحرارة عن طريق زيادة التيار يدويا. بمجرد أن يتم الاحتفاظ بدرجة الحرارة عند 1500 درجة مئوية لمدة خمس دقائق ، أغلق التيار وحرر بسرعة حمولة نيوتن البالغة 7.7 كيلو لتجنب تكسير العينة أثناء التبريد.

بعد السماح للعينة بالتبريد إلى درجة حرارة الغرفة داخل الغرفة ، قم بتلميعها باستخدام ورق صنفرة شبكي 400 لأسفل من 0.3 إلى 0.5 ملم من كل جانب لضمان الإزالة الكاملة لزيت الرسم البياني. ثم نظف العينة بالأسيتون. تحديد كثافة القرص الخزفي باستخدام طريقة أرخميدس عن طريق قياس وزن العينة.

ثم قم بقياس وزن العينة المغمورة في الماء على نظام قياس الكثافة المستقرة ، وحساب كثافة أرخميدس باستخدام المعادلة التالية. بعد قياس سمك العينة باستخدام ميكرومتر رقمي ، قم بقياس الانتشار الحراري للعينة باستخدام تقنية وميض الليزر العابر تحت تدفق 75 مليلتر في الدقيقة من الأرجون. احسب الانتشار الحراري بواسطة برنامج واجهة فلاش الليزر من سمك العينة وملف تعريف وقت ارتفاع درجة الحرارة باستخدام معادلة باركر.

بعد ذلك ، قم بقص حبيبات القرص باستخدام منشار ماسي إلى قضبان مستطيلة للتوصيل الكهربائي وقياسات معامل الظهر C. قرص مربع للحرارة المعينة ذات درجة الحرارة العالية وقطعة مستطيلة رقيقة. بالنسبة لقياسات القاعة ، قم بقياس الحرارة النوعية للعينة على القطعة المربعة المسطحة والمصقولة بالمرآة باستخدام كالوريمتر المسح التفاضلي تحت تدفق الأرجون.

بعد ذلك ، احسب الموصلية الحرارية ذات درجة الحرارة العالية للعينة من القيم المقاسة للانتشار الحراري والحرارة النوعية والكثافة باستخدام المعادلة التالية. لوحة ذهبية للرؤية. يتم قطع نقاط التلامس في المجسات على قطعة مكعبة مقاس اثنتين × 10 ملم من العينة للتخفيف من مشكلات مقاومة التلامس بعد هذا الرش وغشاء ذهبي بسمك 200 نانومتر تقريبا باستخدام وحدة اخرق ذهبية على الطاولة.

عند الانتهاء ، قم بقياس المسافة بين هذين المجبارين باستخدام مجهر رقمي للقياسات الكهربائية. ثم قم بقياس التوصيل الكهربائي باستخدام الطريقة الطرفية الأربعة في وقت واحد ، وقم بقياس معامل CBE C في نفس الإعداد باستخدام قياسات درجة الحرارة والجهد عبر المجسات الحرارية الوسطى. أخيرا ، قم بقياس تركيز حامل القاعة كدالة لدرجة الحرارة على عينة مكعبة ثمانية × خمسة × ملليمتر واحد باستخدام نظام قياس الخصائص الفيزيائية.

أنماط حيود الأشعة السينية. تأكيد تكوين مرحلة تيتانات السترونتيوم في جميع المساحيق حيث يمكن فهرسة الانعكاسات إلى شبكة مكعبة. مع مجموعة الفضاء PM ثلاثة بار M ، لوحظت انعكاسات ضعيفة تتوافق مع أكسيد البريديوم الوسيط من خلال تحسين معدل تسخين SPS ، تختفي انعكاسات المرحلة الثانوية.

يمكن زيادة الموصلية الكهربائية من خلال تحسين معدل التسخين ، والذي يعزى إلى تحسين تنقل الناقل. نظرا لأنه تم الحصول على قيم مماثلة لمعامل CEC وتركيز الموجة الحاملة للعينات المكثفة تحت معدلات تسخين مختلفة. تظهر الصور المجهرية الإلكترونية الماسحة أن المرحلة الثانوية الغنية بالديوم PIO يمكن أن تخدر جزئيا منطقة حدود الحبوب.

أثناء عملية SPS. من خلال تحسين معدل التسخين ، يمكن تخدير منطقة حدود الحبوب بالكامل وملاحظة تحسين حركة الناقل. تظهر كل عينات سلوك شبه موصل متدهور للتوصيل الكهربائي وانتشار مقابل مثل الطاقة الحرارية.

لوحظ عامل قدرة كهروحرارية كبير أكبر من واحد في نطاق درجة حرارة واسع يصل إلى 1.3 كحد أقصى. لوحظ انخفاض رتيب في التوصيل الحراري مع زيادة البريديوم بأكثر من 30٪ تحسن في الرقم الكهروحراري عديم الأبعاد للجدارة لنطاق درجة الحرارة بأكمله. تم تحقيق القيم القصوى التي تم الإبلاغ عنها سابقا نتيجة لتحسين عامل القدرة الكهروحرارية وتقليل الموصلية.

بمجرد إتقان الشرارة بالإضافة إلى توسيط الكتلة لعملاق STR sim المخدر ، يمكن القيام بذلك في حوالي 10 دقائق مع حوالي ساعة للتبريد. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية توليف مخدر هيئة الرئاسة ast Tanium Titan في السيراميك الخامس باستخدام تفاعل السالسا وتقنية متلازمة بلازما الشرارة سريعة الضرب.