Name: Sintesi di non-uniforme Pr-drogato SrTiO 3 Ceramica e le loro proprietà termoelettriche (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 7 s
Description: Scopri la sintesi di ceramiche SrTiO3 drogate con Prasiodeimio mediante reazione allo stato solido e sinterizzazione SPS. Questo metodo migliora la mobilità dei portatori e le proprietà termoelettriche.

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Gli autori desiderano riconoscere la sovvenzione competitiva per la collaborazione avviata dalla facoltà (FIC) di KAUST.

1. Preparazione di Pr-drogato SrTiO 3 Polvere <ol><li> Al fine di preparare 10 g di Sr 0,95 Pr 0.05 TiO 3 in polvere, pesare le quantità stechiometriche di SrCO3 polvere (7,53407 g), TiO2 nanopolveri (4,28983 g), e Pr 2 O 3 grumo sinterizzato (0,44299 g) a seguito della reazione per x = 0.05: </li></ol><img alt="Equazione 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/52869/52869eq1.JPG" width="550" /><ol start="2"><li> Macinare le pesati Pr 2 O 3 grumi sinterizzate a particelle fini che utilizzano un mortaio di agata e pestello. </li><li> Aggiungere il pesato SrCO3 in polvere e TiO 2 nanopolveri al Pr 2 O 3 e continuare a macinare e mescolare con un mortaio di agata e pestello finché una polvere visivamente omogeneo è raggiunto. </li><li> Caricare la polvere del suolo in un vaso di vetro e mescolare con un turbolatore per 30 minuti per omogeneizzare the miscela. </li><li> Caricare la polvere mista risultante in uno stampo in acciaio inox accuratamente pulita e lucidata (1 pollice di diametro) e panino tra due stantuffi in acciaio inox. </li><li> Stampa a freddo la polvere utilizzando una pressa sotto un carico di circa 1 tonnellata. </li><li> Estrarre il pellet pressato a freddo posizionando il dado su un cilindro scavato in acciaio inox e spingendo gli stantuffi e il pellet dalla sommità utilizzando un&#39;asta di spinta. Dopo estrazione del pellet pressato a freddo (corpo verde) dallo stampo, pulire qualsiasi contaminazione sulla superficie circonferenziale del pellet coprendo delicatamente il pellet con un piccolo pezzo di scotch e rimozione di un sottile strato strappa il nastro. </li><li> Posizionare il pellet verticalmente in una barca piena di allumina acquistabile SrTiO 3 polvere come la barriera tra la barca di allumina e la stampa pellet freddo. </li><li> Posizionare la barca in un forno tubolare, riscaldare fino a 1300 ° C in 3 ore e mantenerlo a tale temperatura per 15h. Lasciare che il pellet raffreddare a RT all&#39;interno del forno quando la calcinazione è finita. Questo passo viene definito come &quot;processo di calcinazione&quot; successivamente. </li><li> Macinare il pellet con il mortaio e pestello agata e caricare la polvere risultante in un barattolo di vetro per un ulteriore miscelazione con il turbolatore. </li><li> Caricare la polvere nello stampo in acciaio inox e spremute a freddo sotto un circa 3 tonnellate di carico. </li><li> Ripetere la fase 1.9 ancora una volta a 1400 ° C in 3 ore e mantenerlo a tale temperatura per 20 ore. </li><li> Macinare il pellet con il mortaio e pestello agata. </li><li> Ripetere i punti 1.11, 1.12, 1.13 e ancora una volta per la reazione allo stato solido per raggiungere il completamento. </li></ol> 2. Preparazione di Bulk policristallino Pr-drogato SrTiO 3 Ceramic <ol><li> Pesare 1,6 g della polvere come preparato (per un disco di spessore di 2 mm e 12,7 mm di diametro). </li><li> Preparare pezzi Graphoil circolari per coprire il inte superiore e inferiorerfaccia della polvere di grafite e pistoni a sandwich della filiera grafite. Inoltre, preparare un altro pezzo Graphoil rettangolare per coprire la parete interna dello stampo di grafite. </li><li> Caricare la polvere come preparato in uno stampo di grafite (12.7 mm di diametro interno) e panino la polvere tra due stantuffi grafite delle stesse dimensioni. Praticare un foro di 2 mm al centro della lunghezza della matrice grafite e dalla superficie esterna del dado per circa 2 mm dalla superficie interna per la lettura della temperatura. Nota: regolare la lunghezza degli stantuffi grafite rimanenti esternamente allo stampo e posizionare il centro del cilindro di polvere sandwich in cui il foro è posizionato per ottenere una lettura precisa della temperatura. Le facce dei pistoni grafite devono essere accuratamente livellata durante la lavorazione dei pezzi. Qualsiasi disallineamento può provocare la rottura della pastiglia sinterizzata durante la sinterizzazione scintilla plasma. </li><li> Freddo premere la polvere delicatamente (carico &lt;200 kg) utilizzando una pressa prima del montaggio sulla scintillaplasma piatto sinterizzazione all&#39;interno della camera. Usare piatti piani di supporto in acciaio inox lucidato tra la parte superiore e inferiore stantuffi e la fase stampa per evitare di danneggiare i pistoni di grafite. </li><li> Avvolgere un pezzo di grafite sentiva attorno allo stampo per l&#39;isolamento e fissarlo con filato di grafite. Elaborare una finestra sulla grafite sentita tagliando un pezzo rettangolare di feltro dove il buco lettura di temperatura è posizionato sullo stampo. </li><li> Posizionare il dado caricato grafite e stantuffi nella camera di sinterizzazione scintilla plasma. Spostare il palco per la posizione finale. </li><li> Fuoco e allineare il cerchio di destinazione Pirometro sul foro lettura della temperatura dello stampo. Assicurarsi che l&#39;impostazione di emissività del pirometro è impostato per la grafite. </li><li> Chiudere la camera ed applicare un carico 7,7 kN (circa 60 MPa) sul campione. Vuoto e spurgare la camera con Ar tre volte e lasciare la camera sotto vuoto dinamico di 6 Pa. </li><li> Aumentare la temperatura aumentando la corrente (manualmente o mediante unprogramma). Utilizzare 250 A min -1 (corrispondente a circa 300-400 ° C min -1) per i campioni ottimizzati. Questo è il passo più importante del processo di sinterizzazione scintilla plasma. </li><li> Mantenere la temperatura a 1500 ° C per 5 min regolando manualmente la corrente o utilizzando il programma. Alla fine del periodo di detenzione 5 min, interrompere la corrente off e rilasciare rapidamente il carico 7,7 kN per evitare fessurazioni campione durante il raffreddamento. Lasciar raffreddare il campione RT all&#39;interno della camera. </li><li> Rilasciare il pellet sfuso dalla grafite die delicatamente con la spremitura a freddo. Questo viene fatto mettendo il dado grafite su un cilindro di acciaio scavato e l&#39;espulsione del pellet e gli stantuffi grafite utilizzando un acciaio spingendo un&#39;asta dall&#39;alto. </li><li> Rimuovere il Graphoil sulle facce superiore e inferiore del pellet e la superficie circonferenziale con una lama di rasoio affilata. </li><li> Polacco campione utilizzando una carta vetrata ruvida (400 griglia) giù per 0,3-0,5 mm da ogni lato per assicurarela completa rimozione del Graphoil. Pulire il campione con acetone. </li></ol> 3. Caratterizzazione di Elettronica e Trasporti termica Proprietà della Ceramica Bulk <ol><li> Determinare la densità del disco ceramico, ρ, utilizzando il metodo di Archimede. </li><li> Misurare il peso del campione, W secca, e quindi il peso del campione immerso in acqua, W bagnato, su un sistema di misurazione della densità stabilizzato e calcolare la densità di Archimede da </li></ol><img alt="Equazione 2" fo:content-width="2.1in" src="/files/ftp_upload/52869/52869eq2.JPG" width="260" /> dove l&#39;acqua ρ è la densità dell&#39;acqua alla temperatura di misurazione (per esempio, pari a 1 g cm -3 a 300 K). 14 <ol start="2"><li> Misurare la diffusività termica del campione, d, utilizzando la tecnica laser-flash transitoria sotto un min -1 flusso di Ar 75 ml. Misurare lo spessoredel campione, L, accuratamente prima utilizzando un micrometro digitale. Nota: campioni paralleli facce con diverse dimensioni e forme (ad esempio, dischi rotondi 12,7 millimetri di diametro o quadrata 10 x 10 mm 2 dischi) e spessori tra 0,5 e 5 mm può essere facilmente misurata. <ol><li> Nella laser-flash tecnica diffusività termica, irradiare una faccia del campione con un breve (~ 1 msec) impulso laser e registrare l&#39;aumento di temperatura sulla faccia opposta da un rivelatore a infrarossi. Quindi calcolare diffusività termica dal software di interfaccia laser-flash dallo spessore del campione e il profilo di temperatura tempo di salita usando l&#39;equazione Parker 15 </li></ol></li></ol><img alt="Equazione 3" fo:content-width="1.9in" src="/files/ftp_upload/52869/52869eq3.JPG" width="220" /> dove L è lo spessore del disco e t 1/2 è il primo tempo di sovratemperatura massima dell&#39;altro side del campione. Nota: Il modello di Parker 15 assume le condizioni ideali di campione adiabatico e istantaneo riscaldamento impulso, altri modelli sono stati proposti nel corso degli anni, che rappresentano diverse perdite nella misurazione, come le perdite di calore, durata dell&#39;impulso finita, non uniforme riscaldamento impulsi e non omogenea strutture. Abbiamo utilizzato il modello Cowan 16 con correzione di impulsi che è uno dei metodi più avanzati. Va notato che, al fine di massimizzare la quantità di energia termica trasmessa dalla superficie frontale e massimizzare il segnale osservato dal rivelatore IR, le superfici campione devono essere altamente emissivo. Solitamente questo richiede l&#39;applicazione di un sottile strato di grafite alle superfici campione. Un&#39;incertezza del 2% -5% nella misurazione di diffusività termica esiste, derivanti dalla determinazione di quota. 17 <ol start="3"><li> Tagliare il pellet disco utilizzando una sega diamantata in barre rettangolari, 2 x 2 x 103 mm, conduttività elettrica e Seebeck misurazioni coefficiente così come disco quadrata, 4 x 4 x 1,5 mm 3 per alta temperatura calore specifico e un pezzo rettangolare sottile, 8 x 5 x 1 mm 3 per misure di Hall. </li><li> Misurare il calore specifico, C p, del campione sul pezzo quadrato piatta e lucidata a specchio (4 x 4 x 1,5 mm 3) utilizzando una calorimetria differenziale a scansione (DSC) sotto flusso di argon. 18 <ol><li> Utilizzare una velocità di riscaldamento di 5 K min -1 fino a 40 ° C per una tenuta isotermico per 10 min per permettere il campione raggiungimento dell&#39;equilibrio termico seguito da 20 K tasso min -1 riscaldamento fino a 500 ° C, con una velocità di raffreddamento esatta che ha seguito. Eseguire la misura sotto il flusso di argon (50 ml min -1 è suggerito). </li></ol></li></ol> Nota: A causa della sensibilità del metodo di analisi, condurre tre misurazioni per determinare la capacità termica<html> compreso (1) una misura di base per sottrarre lo sfondo, (2) misurazione del calore specifico di un materiale standard (come zaffiro) con un noto C P, e (3) la misura del calore specifico del campione. Assicurarsi che i campioni sono piatte e lucidata a specchio per fare un contatto ideale con il fondo del crogiolo misura (pentole Pt / Rh con Al 2 O 3 crogioli utilizzati in questo lavoro). Maggiori dettagli sulla struttura esatta del palcoscenico DSC, un confronto delle tecniche DSC ad altri, e le istruzioni esatte per misurare un campione possono essere trovati in varie fonti. 19 <ol start="5"><li> Calcolare la conducibilità termica ad alta temperatura, κ, del campione dai valori misurati di diffusività termica, d, il calore specifico, C P, e la densità, ρ utilizzando 20 </li></ol>/52869/52869eq4.JPG &quot;Width =&quot; 200 &quot;/&gt; <ol start="6"><li> Targa d&#39;oro i punti di contatto sonde (4 contatti) sul 2 x 2 x 10 mm 3 pezzo tagliato dal campione per alleviare i problemi di resistenza di contatto. <ol><li> Per sputter oro solo sulle zone di contatto desiderati, avvolgere un scotch attorno al campione 2 x 2 x 10 mm 3 da utilizzare come stencil. Lasciare il 2 x 2 mm 2 facce un-coperti. Utilizzando una lama di rasoio, tagliare 2 fori molto piccoli (circa 1 mm di diametro) in mezzo alla faccia 2 x 10 mm 2 lungo una linea separata dalla distanza sonde. </li><li> Polverizzazione catodica una pellicola d&#39;oro ~ 200 nm di spessore con un banco unità oro sputtering. 21 </li></ol></li><li> Misurare le proprietà di trasporto elettriche, cioè la conducibilità elettrica e coefficiente Seebeck) del campione in funzione della temperatura 22,23. <ol><li> Misurare la conducibilità elettrica utilizzando il metodo a quattro morsetti. Misurare il coefficiente di Seebeck sul same configurazione utilizzando le misurazioni di temperatura e tensione tramite le due termocoppie middle &quot;sonde&quot;. Misurare la distanza tra queste due sonde utilizzando un microscopio digitale. Maggiori dettagli sulle misure elettriche di trasporto può essere trovato altrove. 22,23 </li></ol></li><li> Misurare la concentrazione di portatori Hall come funzione della temperatura sulla mm 3 campione 8 x 5 x 1 usando un sistema di misurazione delle proprietà fisiche. 24 </li></ol>

<ol><li>Ohta, S., Nomura, T., Ohta, H., Koumoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-temperature+Carrier+Transport+and+Thermoelectric+Properties+of+Heavily+La-or+Nb-doped+SrTiO3+Single+Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">High-temperature Carrier Transport and Thermoelectric Properties of Heavily La-or Nb-doped SrTiO3 Single Crystals.</a> J. Appl. Phys. 97, (2005).</li>
<li>Wang, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancement+of+Thermoelectric+Figure+of+Merit+by+Doping+Dy+in+La0.1Sr0.9TiO3+Ceramic%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Res.+Bull%22%5BJournal%5D)">Enhancement of Thermoelectric Figure of Merit by Doping Dy in La0.1Sr0.9TiO3 Ceramic.</a> Mater. Res. Bull. 45, 809-812 (2010).</li>
<li>Bhattacharya, S., Mehdizadeh Dehkordi, A., Alshareef, H. N., Tritt, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis%E2%80%93Property+Relationship+in+Thermoelectric+Sr1%E2%88%92xYbxTiO3%E2%88%92%CE%B4+Ceramics%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D%3A+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Synthesis–Property Relationship in Thermoelectric Sr1−xYbxTiO3−δ Ceramics.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 47, 385302(2014).</li>
<li>Wang, Y., Lee, K. H., Ohta, H., Koumoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermoelectric+Properties+of+Electron+Doped+SrO%28SrTiO3%29n+%28n%3D1%2C2%29+Ceramics%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Thermoelectric Properties of Electron Doped SrO(SrTiO3)n (n=1,2) Ceramics.</a> J. Appl. Phys. 105, 1037011-1037016 (2009).</li>
<li>Wang, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+YSZ+Additions+on+Thermoelectric+Properties+of+Nb-Doped+Strontium+Titanate%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electron.+Mater%22%5BJournal%5D)">Effects of YSZ Additions on Thermoelectric Properties of Nb-Doped Strontium Titanate.</a> J. Electron. Mater. 39, 1777-1781 (2010).</li>
<li>Muta, H., Kurosaki, K., Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermoelectric+Properties+of+Rare+Earth+Doped+SrTiO3%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Alloys+Compd%22%5BJournal%5D)">Thermoelectric Properties of Rare Earth Doped SrTiO3.</a> J. Alloys Compd. 350, 292-295 (2003).</li>
<li>Shang, P. -P., Zhang, B. -P., Li, J. -F., Ma, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Sintering+Temperature+on+Thermoelectric+Properties+of+La-doped+SrTiO3+Ceramics+Prepared+by+Sol-gel+Process+and+Spark+Plasma+Sintering%5BTitle%5D)+AND+%22Solid+State+Sciences%22%5BJournal%5D)">Effect of Sintering Temperature on Thermoelectric Properties of La-doped SrTiO3 Ceramics Prepared by Sol-gel Process and Spark Plasma Sintering.</a> Solid State Sciences. 12, 1341-1346 (2010).</li>
<li>Wang, Y., Fan, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sr1-xLaxTiO3+Nanoparticles%3A+Synthesis%2C+Characterization+and+Enhanced+Thermoelectric+Response%5BTitle%5D)+AND+%22Scripta+Materialia%22%5BJournal%5D)">Sr1-xLaxTiO3 Nanoparticles: Synthesis, Characterization and Enhanced Thermoelectric Response.</a> Scripta Materialia. 65, 190-193 (2011).</li>
<li>Kikuchi, A., Okinakab, N., Akiyama, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Large+Thermoelectric+Figure+of+Merit+of+La-doped+SrTiO3+Prepared+by+Combustion+Synthesis+with+Post-Spark+Plasma+Sintering%5BTitle%5D)+AND+%22Scripta+Materialia%22%5BJournal%5D)">A Large Thermoelectric Figure of Merit of La-doped SrTiO3 Prepared by Combustion Synthesis with Post-Spark Plasma Sintering.</a> Scripta Materialia. 63, 407-410 (2010).</li>
<li>Obara, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermoelectric+Properties+of+Y-Doped+Polycrystalline+SrTiO3.Jpn%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Thermoelectric Properties of Y-Doped Polycrystalline SrTiO3.Jpn.</a> J. Appl. Phys. 43, L540-L542 (2004).</li>
<li>Koumoto, K., Wang, Y., Zhang, R., Kosuga, A., Funahashi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxide+Thermoelectric+Materials%3A+A+Nanostructuring+Approach%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Mater.+Res%22%5BJournal%5D)">Oxide Thermoelectric Materials: A Nanostructuring Approach.</a> Annu. Rev. Mater. Res. 40, 363-394 (2010).</li>
<li>Mehdizadeh Dehkordi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+Thermoelectric+Power+Factor+in+Pr-Doped+SrTiO3%E2%88%92%CE%B4+Ceramics+via+Grain-Boundary-Induced+Mobility+Enhancement%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">Large Thermoelectric Power Factor in Pr-Doped SrTiO3−δ Ceramics via Grain-Boundary-Induced Mobility Enhancement.</a> Chem. Mater. 26, 2478-2485 (2014).</li>
<li>Mehdizadeh Dehkordi, A., Bhattacharya, S., He, J., Alshareef, H. N., Tritt, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Significant+Enhancement+in+Thermoelectric+Properties+of+Polycrystalline+Pr-doped+SrTiO3+Ceramics+Originating+from+Nonuniform+distribution+of+Pr+dopants%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Significant Enhancement in Thermoelectric Properties of Polycrystalline Pr-doped SrTiO3 Ceramics Originating from Nonuniform distribution of Pr dopants.</a> Appl. Phys. Lett. 104, 1939021-1939024 (2014).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Standard+Test+Methods+for+Density+of+Compacted+or+Sintered+Powder+Metallurgy+%28PM%29+Products+Using+Archimedes%E2%80%99+Principle%22">Standard Test Methods for Density of Compacted or Sintered Powder Metallurgy (PM) Products Using Archimedes’ Principle</a>. , ASTM International. West Conshohocken, PA. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.astm.org">http://www.astm.org</a> (2015).</li>
<li>Parker, W. J., Jenkins, R. J., Butler, C. P., Abbott, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flash+Method+of+Determining+Thermal+Diffusivity%2C+Heat+Capacity+and+Thermal+Conductivity%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Flash Method of Determining Thermal Diffusivity, Heat Capacity and Thermal Conductivity.</a> J. Appl. Phys. 32, 1679-1684 (1961).</li>
<li>Cowan, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulse+Method+of+Measuring+Thermal+Diffusivity+at+High+Temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Pulse Method of Measuring Thermal Diffusivity at High Temperatures.</a> J. Appl. Phys. 34, 926-927 (1963).</li>
<li>Mehdizadeh-Dehkordi, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22An+Experimental+Investigation+Towards+Improvement+of+Thermoelectric+Properties+of+Strontium+Titanate+Ceramics%22">An Experimental Investigation Towards Improvement of Thermoelectric Properties of Strontium Titanate Ceramics</a>. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://tigerprints.clemson.edu/all_dissertations/1333">http://tigerprints.clemson.edu/all_dissertations/1333</a> (2014).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22DSC+Pegasus+404C+Operating+Manual%22">DSC Pegasus 404C Operating Manual</a>. , Netzsch GmbH. Selb, Germany. (1999).</li>
<li>Daw, J. E. Measurement of Specific Heat Capacity Using Differential Scanning Calorimeter. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDaw%2C+JE+%22Report+of+US+Department+of+Energy%22">Report of US Department of Energy</a>. , Idaho National Laboratory. (2008).</li>
<li>Tritt, T. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTritt%2C+TM+%22Thermal+Conductivity%3A+Theory%2C+Properties+and+Applications%22">Thermal Conductivity: Theory, Properties and Applications</a>. , Kluwer Academic. (2004).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22SC7610+Sputter+Coater+Operating+Manual%22">SC7610 Sputter Coater Operating Manual</a>. , Quorum Technologies Ltd. East Sussex, England. Available from: 
	
	 <a target="_blank" href="http://www.quorumtech.com/pdf/productOperatingManuals/SC7610_Operating_Manual.pdf">http://www.quorumtech.com/pdf/productOperatingManuals/SC7610_Operating_Manual.pdf</a> (2002).</li>
<li>Tritt, T. M. Electrical and Thermal Transport Measurement Techniques for Evaluation of the figure-of-Merit of Bulk Thermoelectric Materials. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTritt%2C+TM+%22Thermoelectrics+Handbook%3A+Macro+to+Nano%22">Thermoelectrics Handbook: Macro to Nano</a>. Rowe, D. M. , CRC Press. Boca Raton. 23-1-23-17 (2006).</li>
<li>Burkov, A. T. Measurements of Resistivity and Thermopower: Principles and Practical Realization. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBurkov%2C+AT+%22Thermoelectrics+Handbook%3A+Macro+to+Nano%22">Thermoelectrics Handbook: Macro to Nano</a>. Rowe, D. M. , CRC press. Boca Raton. 22-1(2006).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Physical+Property+Measurement+System%3A+AC+Transport+Option+User%E2%80%99s+Manual%22">Physical Property Measurement System: AC Transport Option User’s Manual</a>. , Quantum Design. San Diego, USA. Available from: 
	
	 <a target="_blank" href="http://www.mrl.ucsb.edu/sites/default/files/mrl_docs/instruments/manPPMS.pdf">http://www.mrl.ucsb.edu/sites/default/files/mrl_docs/instruments/manPPMS.pdf</a> (2003).</li>
<li>Ohta, S., Ohta, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Grain+Size+Dependence+of+Thermoelectric+Performance+of+Nb-doped+SrTiO3%5BTitle%5D)+AND+%22Polycrystals.+J.+Ceram.+Soc.+Jpn%22%5BJournal%5D)">Grain Size Dependence of Thermoelectric Performance of Nb-doped SrTiO3.</a> Polycrystals. J. Ceram. Soc. Jpn. 114, 102(2006).</li>
<li>Wang, N., He, H., Ba, Y., Wan, C., Koumoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermoelectric+Properties+of+Nb-doped+SrTiO3+Ceramics+Enhanced+by+Potassium+Titanate+Nanowires+Addition%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Ceram.+Soc.+Jpn%22%5BJournal%5D)">Thermoelectric Properties of Nb-doped SrTiO3 Ceramics Enhanced by Potassium Titanate Nanowires Addition.</a> J. Ceram. Soc. Jpn. 118, 1098(2010).</li>
<li>Ohta, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+Thermoelectric+Performance+of+Heavily+Nb-doped+SrTiO3+Epitaxial+Film+at+High+Temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Large Thermoelectric Performance of Heavily Nb-doped SrTiO3 Epitaxial Film at High Temperature.</a> Appl. Phys. Lett. 87, 092108(2005).</li>
<li>Kovalevsky, A., Yaremchenko, A., Populoh, S., Weidenkaff, A., Frade, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancement+of+Thermoelectric+Performance+in+Strontium+Titanate+by+Praseodymium+Substitution%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Enhancement of Thermoelectric Performance in Strontium Titanate by Praseodymium Substitution.</a> J. Appl. Phys. 113, 053704(2013).</li>
<li>Kovalevsky, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+a+High+Thermoelectric+Performance+in+Rare-Earth+Substituted+SrTiO3%3A+Effects+Provided+by+Strongly-Reducing+Sintering+Conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Towards a High Thermoelectric Performance in Rare-Earth Substituted SrTiO3: Effects Provided by Strongly-Reducing Sintering Conditions.</a> Phys. Chem. 16, 26946(2014).</li>
<li>Dawson, J. A., Tanaka, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+Structure+and+Energetics+of+Pr-+and+La-Doped+SrTiO3+Grain+Boundaries+and+the+Influence+on+Core%E2%80%93Shell+Structure+Formation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Local Structure and Energetics of Pr- and La-Doped SrTiO3 Grain Boundaries and the Influence on Core–Shell Structure Formation.</a> J. Phys. Chem. C. 118, 25765-25778 (2014).</li>
<li>Mehdizadeh Dehkordi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+Insights+on+the+Synthesis+and+Electronic+Transport+in+Bulk+Polycrystalline+Pr-doped+SrTiO3%E2%88%92%CE%B4%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">New Insights on the Synthesis and Electronic Transport in Bulk Polycrystalline Pr-doped SrTiO3−δ.</a> Appl. Phys. Lett. 117, 055102(2015).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

In questo protocollo, abbiamo presentato i passi della strategia di sintesi al fine di prepararsi con successo policristalline massa Pr-drogato SrTiO 3 ceramica espone migliorate proprietà elettroniche e termoelettriche. Le principali fasi del protocollo comprendono (i) la sintesi a stato solido del drogato SrTiO 3 polvere in aria sotto pressione atmosferica e (ii) sfruttando le capacità della tecnica di sinterizzazione spark plasma per addensare la polvere come preparato in alto Densità ceramiche ...

Termoelettrico ossido hanno dimostrato di essere candidati promettenti per applicazioni termoelettriche ad alta temperatura, di stabilità e di costo prospettive alla proprietà di trasporto elettronico. Tra i termoelettrico ossido di tipo n, titanato di stronzio fortemente drogata (STO) ha attirato molta attenzione per le sue interessanti proprietà elettroniche. Tuttavia, una grande conduttività termica totale (κ ~ 12 W m -1 K -1 a 300 K per monocristalli) 1 e mobilità portante bassa (μ ~ 6 cm 2 V -1 sec -1 a 300 K per cristalli singoli) 1, compromette il rendimento termoelettrico che viene valutato da una figura adimensionale di merito, ZT = α 2 σT / κ, dove α è il coefficiente di Seebeck, σ la conducibilità elettrica, T la temperatura assoluta in gradi Kelvin, e κ la conducibilità termica totale. Siamo qui definiamo il numeratore come il fattore di potenza, PF = α 263; T. Affinché questo materiale termoelettrico ossido di competere con altri termoelettrico ad alta temperatura (come leghe SiGe), un aumento più pronunciato nel fattore di potenza e / o diminuzione in lattice conducibilità termica sono richiesti. La maggior parte degli studi sperimentali, per migliorare le proprietà termoelettriche di STO sono concentrati principalmente sulla riduzione della conducibilità termica mediante strain-campo e la fluttuazione massa dispersione dei fononi. Questi tentativi sono: (i) Scegliere o doppio-doping della Sr 2+ e / o Ti 4+ siti, come i principali sforzi rispetto a questa direzione, 2,3 (ii) Sintesi di superlattice naturale strutture Ruddlesden-Popper 5 Tuttavia, al fine di ridurre ulteriormente la conduttività termica attraverso strati isolanti SRO, 4 e (iii) Tecnica composito mediante aggiunta di una seconda fase nanometriche., fino a poco tempo fa, nessuna strategia enhancement è stato segnalato substantbuona resa aumentare il fattore termoelettrica di questi ossidi. I valori del fattore di potenza massima riportata (PF) in massa mono e poli-cristallino STO sono stati confinati a un limite massimo di PF &lt;1,0 W m -1 K -1. Una varietà di approcci di sintesi e tecniche di lavorazione sono stati impiegati per realizzare le idee tentati sopra. Le vie di sintesi in polvere includono reazione allo stato solido convenzionale, 6 sol-gel, 7 idrotermale, 8 e la combustione di sintesi, 9 considerando sinterizzazione convenzionale, 6 a caldo 10 e recentemente scintilla sinterizzazione plasma 12 sono tra le comuni tecniche utilizzate per addensare le polveri in ceramiche di massa. Tuttavia, per un drogante simile (per esempio, La) e concentrazione di drogaggio, le ceramiche bulk risultanti presentano una gamma di proprietà elettroniche di trasporto e termiche. Ciò è grande a causa del difetto chimica fortemente processo dipendente SrTiO &lt;sub&gt; 3 che si traduce in proprietà di sintesi-dipendente. C&#39;è solo una manciata di rapporti ottimizzando i parametri di sintesi e di elaborazione a beneficio del trasporto termoelettrico. Vale la pena ricordare che a causa della piccola fonone libero cammino medio in SrTiO 3 (l ph ~ 2 nm a 300 K), 11 nanostrutturazione non è un&#39;opzione praticabile per il miglioramento delle prestazioni TE della ceramica bulk STO principalmente attraverso la riduzione della conducibilità termica reticolo. Recentemente, abbiamo riportato più del 30% di miglioramento nella figura termoelettrica di merito in modo non uniforme Pr-drogate SrTiO 3 ceramiche provenienti da un fattore di potenza termoelettrica maggiore simultaneamente e ridotto conducibilità termica. 12,13 In questo protocollo video dettagliato, presentiamo e discutere i passi della nostra strategia di sintesi per la preparazione di questi Pr-drogato ceramiche STO espongono migliorate proprietà elettroniche e termoelettriche.

<table><tbody><tr><td>Polvere SrCO3, 99,9%</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>472018</td><td></td></tr><tr><td>TiO2 Nanopolvere, 99,5%</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>718467</td><td></td></tr><tr><td>Pr2O3 Grumi sinterizzati, 99,9%</td><td>Alfa Aesar</td><td>35663&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Sinterizzazione al plasma a scintilla</td><td>Dr. Sinter Lab</td><td>SPS-515S Sistema di misurazione della</td> resistività/coefficiente <td></td></tr> di <tr><td>Seebeck</td><td>Ulvac-Riko</td><td>ZEM-2</td><td></td></tr><tr><td>Laser Flash Sistema di misurazione della diffusività termica</td><td>Netzsch</td><td>LFA-457 Sistema</td> di calorimetria differenziale a scansione (DSC) Microflash <td></td></tr><tr><td></td><td>Netzsch</td><td>404C Sistema</td> di misurazione delle proprietà fisiche Pegasus <td></td></tr><tr><td>(PPMS)</td><td>Quantum Design</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microscopio elettronico a scansione a emissione di campo (FE-SEM)</td><td>Hitachi</td><td>SU-6600</td><td></td></tr><tr><td>Spettroscopia a raggi X a dispersione energetica (EDS)</td><td>Oxford Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Diffrattometro a raggi X</td><td>Rigaku</td><td>Ultima IV</td><td></td></tr><tr><td>Bench-top Sputter Coater</td><td>Denton</td><td>Vacuum Desk II</td><td></td></tr><tr><td>Diamond Sega a ruota</td><td>South Bay Tecnologia</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

sintesi di non-uniforme pr-drogato srtio<sub&gt; 3</sub&gt; ceramica e le loro proprietà termoelettriche

Synthesis of Non-uniformly Pr-doped SrTiO3 Ceramics and Their Thermoelectric Properties

Dimostriamo una nuova strategia di sintesi per la preparazione di ceramiche SrTiO3 drogate con Pr tramite una combinazione di tecniche di reazione allo stato solido e di sinterizzazione al plasma a scintilla. Le ceramiche policristalline che possiedono una morfologia unica possono essere ottenute ottimizzando i parametri di processo, in particolare la velocità di riscaldamento della sinterizzazione al plasma a scintilla. La fase e la morfologia delle ceramiche sintetizzate sono state studiate in dettaglio utilizzando la diffrazione dei raggi X, la microcopia elettronica a scansione e la spettroscopia a raggi X a dispersione di energia. È stato osservato che i grani di queste ceramiche SrTiO3 drogate con Pr sono state migliorate con bordi di grani ricchi di Pr. Sono state studiate anche le proprietà elettroniche e di trasporto termico in funzione della temperatura e della concentrazione di drogaggio. Si è scoperto che tale microstruttura dà origine a migliori proprietà termoelettriche. In particolare, ha comportato un miglioramento significativo della mobilità delle portaerei e del fattore di potenza termoelettrica. Allo stesso tempo, ha anche portato a una marcata riduzione della conducibilità termica. Di conseguenza, è stato raggiunto un miglioramento significativo (> 30%) del valore termoelettrico per l'intero intervallo di temperatura rispetto a tutti i valori massimi precedentemente riportati per le ceramiche a base di SrTiO3. Questa sintesi dimostra i passaggi per la preparazione di ceramiche policristalline sfuse di SrTiO3 non uniformemente drogato con Pr.

Diffrazioni radiografiche modelli sono stati raccolti per le polveri come preparate e le corrispondenti ceramiche bulk in funzione del Pr-contenuti (Figura 1) al fine di studiare l&#39;effetto di Pr-doping sulla SrTiO 3 reticolare, solubilità in Pr SrTiO 3 e la formazione di fase secondaria (s). I modelli confermano la formazione di SrTiO 3 fase tutte le polveri come preparate dove i riflessi possono essere indicizzati al reticolo cubico con gruppo spaziale (Figu...

Viene presentato un protocollo per la sintesi e la lavorazione di ceramiche policristalline SrTiO3 drogate in modo non uniforme con Pr insieme allo studio delle loro proprietà termoelettriche.

Sintesi di non-uniforme Pr-drogato SrTiO<sub&gt; 3</sub&gt; Ceramica e le loro proprietà termoelettriche

We demonstrate a novel synthesis strategy for the preparation of Pr-doped SrTiO3 ceramics via a combination of solid state reaction and spark plasma ...

L'obiettivo generale di questa procedura è sintetizzare ceramiche di titanato di stronzio drogate in modo non uniforme con PIO dio, con proprietà termoelettriche migliorate. Questo risultato si ottiene innanzitutto preparando la polvere di titanato di stronzio drogata con PIO dio mediante una reazione allo stato solido ad alta temperatura, con una serie di passaggi intermedi di macinazione e mescolamento. Il secondo passo consiste nel densificare la polvere preparata in dischi ceramici massicci utilizzando una tecnica rapida di sinterizzazione a plasma attivato.L'ultimo passaggio consiste nell'effettuare le misurazioni delle proprietà di trasporto termico ed elettronico in funzione della temperatura sui ceramici centrati. In definitiva, queste misurazioni di trasporto elettronico e termico vengono utilizzate per dimostrare i miglioramenti nel fattore di potenza termoelettrico e nella figura di merito. Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti, come la reazione con centratura convenzionale e la pressatura a cuore, è che è possibile ottenere un significativo miglioramento della mobilità dei portatori e del fattore di potenza termoelettrico mediante l'ingegnerizzazione dei contorni dei grani, sfruttando la capacità di elevata velocità di riscaldamento delle tecniche di spark plasma sintering.Questo metodo aiuta a rispondere a domande nel campo degli ossidi termoelettrici e in quello della ceramica elettroceramica, come ad esempio il potenziale dello stronzio titanato per applicazioni di generazione di energia elettrica a temperature elevate, nonché la modifica delle proprietà elettroniche di questo ossido. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sulle proprietà termoelettriche dello STR titan, può essere applicato anche ad altri sistemi, come ad esempio elettroceramici per applicazioni da ossido solido.Per prima cosa, le cellule, cel defer elettricità, pesare quantità stechiometricamente precise di polvere di carbonato di stronzio, ossido di titanio, polvere nano e lumps centrati di ossido di odio. Triturare i lumps centrati di ossido di odio in particelle utilizzando un mortaio e pestello di diaspro. Aggiungere la polvere di carbonato di stronzio e la polvere nano di ossido di titanio al mortaio e continuare a macinare e mescolare fino a ottenere una polvere visivamente omogenea.Successivamente, caricare la polvere macinata in un barattolo di vetro e mescolare. Utilizzare un turbolatore per 30 minuti per omogeneizzare la miscela. Idealmente, un turbolatore è la scelta migliore, ma se necessario, è possibile agitare manualmente il barattolo per alcuni minuti.Una volta terminato, caricare la polvere mista risultante in uno stampo di acciaio inossidabile accuratamente pulito e lucidato, e inserirla tra due punzoni di acciaio inossidabile. Quindi compattare a freddo la polvere utilizzando una pressa sotto un carico di circa un tonnellaggio metrico; al termine, posizionare il pellet verticalmente in una barca Illumina contenente polvere di titanato di stronzio di grado otto acquistata commercialmente, come barriera tra la barca Illumina e il pellet pressato a freddo. Collocare la barca in un forno tubolare e riscaldare fino a 1300 gradi Celsius in tre ore, mantenendo questa temperatura per 15 ore.Dopo aver lasciato raffreddare il pellet a temperatura ambiente all'interno del forno, macinarlo utilizzando mortaio e pestello in agata e caricare la polvere risultante in un barattolo di vetro per un ulteriore mescolamento. Utilizzando il turbulatore, una volta che la polvere è stata mescolata, caricarla nello stampo in acciaio inox e compattarla a freddo sotto un carico di circa tre tonnellate metriche. Dopo aver riscaldato a 1400 gradi Celsius nel forno tubolare, macinare il pellet utilizzando mortaio e pestello in agata.Quindi ripetere i due passaggi precedenti un'ulteriore volta affinché la reazione allo stato solido giunga a completamento. A questo punto, preparare dei pezzi circolari di grafite oleata per coprire le superfici superiore e inferiore dell'interfaccia tra la polvere stratificata e i pistoni di grafite all'interno della matrice di grafite. Inoltre, preparare un ulteriore pezzo rettangolare di grafite oleata per ricoprire la parete interna della matrice di grafite.Caricare 1,6 grammi della polvere appena preparata in una matrice di grafite con diametro interno di 12,7 millimetri e inserire la polvere tra due punzoni di grafite delle stesse dimensioni. Dopo aver compattato a freddo la polvere, avvolgere un pezzo di feltro di grafite attorno alla matrice per l'isolamento e fissarlo con filo di grafite. Posizionare la matrice di grafite caricata e i punzoni nella camera di centraggio per la sinterizzazione con plasma impulsivo, o camera SPS.Spostare la piastra nella posizione finale. Quindi mettere a fuoco e allineare il cerchio target del porometro sul foro di lettura della temperatura del colorante. Chiudere la camera e applicare un carico di 7,7 chilonewton sul campione.Fare il vuoto e spurgare la camera con argon tre volte, quindi lasciare la camera sotto vuoto dinamico di sei pascal. Successivamente, aumentare la temperatura incrementando manualmente la corrente. Una volta che la temperatura ha raggiunto i 1500 gradi Celsius ed è stata mantenuta per cinque minuti, spegnere la corrente e rilasciare rapidamente il carico di 7,7 chilo Newton per evitare che il campione si incrinisca durante il raffreddamento.Dopo aver lasciato raffreddare il campione a temperatura ambiente all'interno della camera, lucidarlo utilizzando una carta vetrata con grana 400, rimuovendo da 0,3 a 0,5 millimetri da ogni lato per assicurare l'eliminazione completa dell'olio grafite. Successivamente, pulire il campione con acetone. Determinare la densità del disco ceramico mediante il metodo di Archimede misurando il peso del campione.Quindi misurare il peso del campione immerso in acqua su un sistema di misurazione della densità stabilizzato e calcolare la densità secondo Archimede utilizzando l'equazione seguente. Dopo aver misurato lo spessore del campione mediante un micrometro digitale, misurare la diffusività termica del campione mediante la tecnica transitoria a lampo laser in un flusso di argon di 75 millilitri al minuto. Calcolare la diffusività termica mediante il software dell'interfaccia a lampo laser a partire dallo spessore del campione e dal profilo del tempo di aumento della temperatura, utilizzando l'equazione di Parker.In seguito, tagliare il pellet a forma di disco con una sega al diamante in barre rettangolari per le misurazioni della conducibilit&agrave; elettrica e del coefficiente Seebeck. Un disco quadrato per il calore specifico ad alta temperatura e un pezzo rettangolare sottile. Per le misurazioni di Hall, misurare il calore specifico del campione sulla superficie piatta e lucidata a specchio del pezzo quadrato mediante calorimetria differenziale a scansione sotto flusso di argon.Successivamente, calcolare la conducibilità termica ad alta temperatura del campione dai valori misurati di diffusività termica, calore specifico e densità utilizzando l'equazione seguente. Piastra in oro Vision. I punti di contatto delle sonde sul pezzo di dimensioni due per due per dieci millimetri cubi tagliato dal campione per ridurre i problemi di resistenza di contatto; successivamente, sputterare un film di oro spesso circa 200 nanometri utilizzando un'unità da banco per sputtering dell'oro.Al termine, misurare la distanza tra queste due sonde utilizzando un microscopio digitale per le misurazioni elettriche. Successivamente, misurare la conducibilità elettrica mediante il metodo a quattro terminali, misurando contemporaneamente il coefficiente C di CBE sulla stessa configurazione, utilizzando le misurazioni di temperatura e tensione ottenute tramite le due sonde termocoppia centrali. Infine, misurare la concentrazione di portatori di Hall in funzione della temperatura su un campione di otto per cinque per un millimetro cubo, utilizzando un sistema di misurazione delle proprietà fisiche.Pattern di diffrazione a raggi X. Confermare la formazione della fase di titanato di stronzio in tutte le polveri in cui le riflessioni possono essere attribuite a un reticolo cubico. Con il gruppo spaziale PM tre barre M, sono state osservate riflessioni deboli corrispondenti all'ossido di predio intermedio. Ottimizzando la velocità di riscaldamento SPS, le riflessioni della fase secondaria scompaiono.La conducibilità elettrica può essere aumentata ottimizzando la velocità di riscaldamento, fenomeno attribuito a un miglioramento della mobilità dei portatori. Poiché sono stati ottenuti valori simili del coefficiente CEC e della concentrazione di portatori per campioni densificati a diverse velocità di riscaldamento, le micrografie al microscopio elettronico a scansione mostrano che la fase secondaria ricca in PIO dium può drogare parzialmente la regione dei contorni di grano.Durante il processo SPS. Ottimizzando la velocità di riscaldamento, la regione del bordo del grano può essere completamente drogata e si osserva un aumento della mobilità dei portatori. Tutti i campioni mostrano un comportamento semiconduttivo degenere per quanto riguarda la conducibilità elettrica e un potere termoelettrico corrispondente di tipo diffusivo.È stato osservato un elevato fattore di potenza termoelettrico, superiore a uno, in un ampio intervallo di temperatura, raggiungendo un massimo di 1,3. È stata osservata una riduzione monotona della conducibilità termica con l'aumento del predio, con un miglioramento superiore al 30% del parametro termoelettrico adimensionale per l'intero intervallo di temperatura. Sono stati raggiunti valori massimi superiori rispetto a quelli precedentemente riportati, come risultato dell'aumento del fattore di potenza termoelettrico e della riduzione della conducibilità.Dopo aver padroneggiato l'attivazione a scintilla e il posizionamento al centro della massa del titanio STR drogato, l'operazione può essere eseguita in circa 10 minuti, con circa un'ora necessaria per il raffreddamento. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come sintetizzare il presidio drogato di astanio titanio in ceramica mediante reazione salsa e la tecnica rapida di sindrome al plasma a scintilla.

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