Name: Muntazam olmayan biçimde Pr-katkılı SrTiO sentezi 3 Seramik ve Bunların termoelektrik Özellikleri (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 7 s
Description: Keşfedin Pr-katkılı SrTiO₃ seramiklerinin termoelektrik özelliklerini iyileştiren sentez yöntemini. Katı hal reaksiyonu ve kıvılcım plazma sinterleme ile taşıyıcı hareketliliği ve güç faktörü artırılır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar, KAUST'tan rekabetçi fakülte tarafından başlatılan işbirliği (FIC) hibesini kabul etmek istiyor.

Pr-katkılı SrTiO 3 Tozu 1. Hazırlık <ol><li> SrCO3 toz (7,53407 g), TiO2 nanopowder (4,28983 g), ve Pr, stoikiometrik miktarları, TiO 3 Pr 0.05 0.95 Sr tozu 10 g ağırlığında hazırlanması için 2 O reaksiyonu takiben 3 sinterlenmiş yumru (0,44299 g) x = 0.05 için: </li></ol><img alt="Denklem 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/52869/52869eq1.JPG" width="550" /><ol start="2"><li> Bir akik havan ve havan tokmağı kullanılarak ince parçacıklar için tartılır Pr 2 O 3 sinterlenmiş topaklar öğütün. </li><li> Pr 2 O ila 3 tartılmış SrCO3 tozu ve TiO2 nanopowder ekleyin ve öğütme ve görsel olarak homojen bir toz elde edilene kadar bir akik havan ve havan tokmağı kullanılarak karıştırmaya devam edin. </li><li> Bir cam kavanoz içine toprak tozu yükleyin ve 30 dakika th homojenize bir türbülatörü kullanarak mixE karışımı ile gerçekleştirilmektedir. </li><li> Bir titizlikle temizleniyor ve cilalı paslanmaz çelik kalıbı (çapı 1 inç) içine sonuçlanan karışık toz yükleyin ve iki paslanmaz çelik pistonları arasına sandviç. </li><li> Soğuk pres yaklaşık 1 metrik ton yük altında bir basın kullanarak toz. </li><li> Bir oyulmuş paslanmaz çelik silindir üzerinde kalıp yerleştirerek ve bir itme çubuk kullanarak üstten dışarı pistonları ve pelet iterek soğuk preslenmiş pelet çıkarın. Kalıptan soğuk preslenmiş pellet (yeşil gövde) ve ejeksiyon üzerine hafifçe viski-bant küçük bir parça ile pelet kaplama ve bant müthiş bir ince bir tabaka kaldırarak pelet çevresel yüzeyinde herhangi bir kirlenmeyi temizleyin. </li><li> Alümina tekne ve soğuk pres pelet arasındaki bariyer olarak ticari olarak satın SrTiO 3 toz dolu bir alümina tekne dikey pelet yerleştirin. </li><li> Bir tüp fırın içinde tekne yerleştirin 3 saat 1300 ° C&#39;ye kadar ısıtmak ve 15 boyunca bu sıcaklıkta tutmakhr. Kalsinasyon bittiğinde pelet fırının içinde oda sıcaklığına soğumasını bekleyin. Bu adım, daha sonra &quot;kalsinasyon işlemi&quot; olarak adlandırılır. </li><li> Akik havan ve havan tokmağı kullanılarak pelet öğütün ve daha fazla türbülatörün kullanılarak karıştırılması için bir cam kavanoz içine elde edilen toz yükleyin. </li><li> Yükünün yaklaşık 3 ton altında preslenmiş paslanmaz çelik kalıp ve soğuk içine toz yükleyin. </li><li> 3 saat içinde 1400 ° C&#39;de adım 1.9 bir kez daha tekrar edin ve 20 saat boyunca bu sıcaklıkta tutun. </li><li> Akik havan ve tokmak kullanılarak pelet öğütün. </li><li> Tekrarlayın katı hal reaksiyonu tamamlanması ulaşması için 1.11, 1.12, 1.13 ve bir kez daha yineleyin. </li></ol> Toplu Polycrystalline Pr katkılı SrTiO 3 Seramik 2. Hazırlık <ol><li> (2 mm kalınlığında ve çapında 12.7 mm disk için) halinde hazırlanan tozun 1.6 g tartılır. </li><li> Üst ve alt kapak inte dairesel graphoil ParçalanGrafit kalıpta sıkıştırılan tozu ve grafit piston rface. Ayrıca, grafit, kalıbın iç duvarı kapsayacak şekilde bir dikdörtgen graphoil parça hazırlanır. </li><li> Bir grafit kalıp içine, bu şekilde hazırlanan bir toz (iç çapı 12.7 mm) yükleyin ve aynı büyüklükte iki grafit dalma pistonları arasında toz sandviç. Grafit kalıbın uzunluğunun ortasında bir 2 mm delik açın ve kalıbın dış yüzeyi sıcaklık okuma iç yüzeyinin yaklaşık 2 mm arasındadır. Not: die dışında kalan grafit pistonları uzunluğunu ayarlayın ve delik doğru sıcaklık okuma almak için yerleştirilir sandviç toz silindirin merkezini yerleştirin. grafit pistonları yüzleri titizlikle adet işleme sırasında tesviye edilmesi gereklidir. Herhangi bir hiza kıvılcım plazma sinterleme sırasında sinterlenmiş pelet çatlaması neden olabilir. </li><li> Soğuk pres kıvılcım montaj öncesinde basın kullanarak toz nazikçe (yük &lt;200 kg)odası içinde plazma sinterleme plakası. Grafit pompalarını zarar görmesini önlemek için alt ve üst pistonları basın aşaması arasındaki yassı paslanmaz çelik destek tabak kullanın. </li><li> Grafit bir parça yalıtımı için kalıbın etrafına sarın hissettim ve grafit iplik ile sabitleyin. Sıcaklık okuma delik kalıbı yerleştirilir keçe dikdörtgen bir parça keserek keçe grafit bir pencere tasarlamak. </li><li> Kıvılcım plazma sinterleme odasında yüklenen grafit kalıp ve pistonları yerleştirin. Nihai pozisyona sahne taşıyın. </li><li> Odak ve kalıp sıcaklığı okuma delik Pirometre hedef daire hizalayın. Pirometre emisyon ayarı grafit için ayarlanmış olduğundan emin olun. </li><li> Odasına kapatın ve numune üzerinde 7.7 kN yük (yaklaşık 60 Mpa) koyun. Vakum ve Ar ile üç kez odasına temizlemek ve 6 Pa dinamik vakum altında odasını terk. </li><li> Elle akımı (artan veya kullanarak sıcaklık artışıprogramı). 250 A min -1 kullanın (tekabül yaklaşık 300-400 ° C min -1) optimize numuneler için. Bu kıvılcım, plazma sinterleme sürecinin en önemli adımdır. </li><li> El mevcut ayarlama ya da programı kullanılarak 5 dakika boyunca 1500 ° C&#39;de sıcaklığı muhafaza edin. 5 dk tutma süresi sonunda, soğuma esnasında numunenin çatlamasını önlemek için 7.7 kN yük serbest hızla akımı kapatmak ve. Odasının içine RT numune soğuması. </li><li> Yavaşça soğuk pres kullanılarak kalıp grafit dökme pelet bırakın. Bu oyulmuş çelik silindir grafit kalıp yerleştirerek ve pelet ve üstten çubuk iterek bir çelik kullanılarak grafit pompalarını püskürtülmesi ile yapılır. </li><li> Keskin bir tıraş bıçağı kullanarak pelet üst ve alt yüzler gibi çevresel yüzeyi üzerine graphoil çıkarın. </li><li> Sağlamak için her taraftan bir kaba kum kağıt aşağı 0.3-0.5 mm (400 ızgara) kullanılarak örnek Lehçegraphoil tamamen kaldırılması. Aseton ile örnek temizleyin. </li></ol> Toplu Seramik 3. Elektronik Karakterizasyonu ve Termal Taşıma Özellikleri <ol><li> Arşimet yöntemi kullanılarak seramik disk, ρ yoğunluğunu belirler. </li><li> Numunenin ağırlığı ölçümü, W, kuru ve daha sonra su içine daldırılmış örnek, ağırlık G, bir stabilize edilmiş yoğunluk ölçümü sistemine, ıslak ve gelen Arşimed yoğunluğunu hesaplamak </li></ol><img alt="Denklem 2" fo:content-width="2.1in" src="/files/ftp_upload/52869/52869eq2.JPG" width="260" /> ρ, su ölçüm sıcaklığında suyun yoğunluğudur. 14 (örneğin, 1 g cm--3 300 K olarak eşittir) <ol start="2"><li> Ar&#39;nin, bir 75 mi dk -1 akışı altında, geçici lazer flaş yöntemi kullanılarak, örnek, d termal yayılma ölçün. Kalınlığını ölçünörnek, L, doğru, ilk dijital mikrometre kullanılarak. Not: Farklı boyutlarda ve şekillerde (örneğin, yuvarlak disklerin çapı kare veya 10 x 10 mm 2 diskler 12.7 mm) ve kalınlıklara sahip olan paralel yüzlü örnekler kolaylıkla ölçülebilir 0,5 mm ila 5 arasındadır. <ol><li> Lazer flaş termik yayıcılığıdır tekniğinde, kısa bir süre (~ 1 msn) lazer ışını numunenin bir yüzü ışın tedavisi ve bir kızıl-ötesi detektör tarafından karşıt yüzeye tutturulmasıdır sıcaklık artışı kaydedin. Sonra numunenin kalınlığı ve Parker denklemi 15 kullanılarak sıcaklık artışı zaman profilinden lazer flaş arayüz yazılımı ile termal yayılma hesaplamak </li></ol></li></ol><img alt="Denklem 3" fo:content-width="1.9in" src="/files/ftp_upload/52869/52869eq3.JPG" width="220" /> burada L disk ve t 1/2 kalınlığı, diğer s maksimum sıcaklık yükselişi yarı-zamanı olduğunuNumunenin ide. Not: Parker modeli 15 adyabatik numune ve diğer modeller gibi ısı kayıpları, sonlu darbe süresi, homojen olmayan darbe ısıtma ve homojen olmayan olarak ölçüm çeşitli kayıplar hesaba yıllar üzerinde ileri sürülmüştür anlık nabız ısıtma ideal koşullar varsayar yapıları. Biz en gelişmiş yöntemlerden biri olan darbe düzeltme ile Cowan modeli 16 kullandık. Bu kızılötesi detektör tarafından gözlemlenen sinyal ön yüzeyine iletilen ısı enerjisi miktarını en üst düzeye çıkarmak ve en üst düzeye çıkarmak amacıyla, örnek yüzeyleri yüksek yayım kapasitesinde olması gerektiğine dikkat edilmelidir. Genellikle bu örnek yüzeyleri için grafit ince bir kaplamanın uygulanmasını gerektirir. Isıl yayılma ölçümünde% 2-% 5 arasında bir belirsizlik boyutunun belirlenmesinden doğan bulunmaktadır. 17. <ol start="3"><li> Dikdörtgen çubuklar içine bir elmas testere kullanarak diski pelet kesin 2 x 2 x 10mm3, elektriksel iletkenlik ve Seebeck katsayısı ölçümleri olarak kare bir disk, 4 yüksek sıcaklık belirli bir ısı ve ince dikdörtgen parça x 4 x 1.5 mm 3 Hall ölçümleri için 8 x 5 x 1 mm3. </li><li> Düz ve parlak cilalı kare parçasının üzerine numunenin özgül ısı, Cı p, ölçün (4 x 4 x 1.5 mm 3), argon akımı altında, bir diferansiyel tarama kalorimetresi (DSC) kullanılarak yapıldı. 18 <ol><li> Tam bir soğutma oranı ile, örnek 500 ° C&#39;ye 20 K dak -1 ısıtma hızı kadar, ardından termal dengeye ulaşmak için izin vermek için 10 dakika boyunca bir izotermal tutulması için 40 ° C&#39;ye kadar 5 K dak-1 kadar bir ısıtma hızı kullanarak hangi izledi. Argon akışı altında ölçümünü gerçekleştirmek (50 ml dk -1 önerilir). </li></ol></li></ol> Nedeniyle, analiz için kullanılan yöntemin duyarlılığı ısı kapasitesini belirlemek için üç ölçüm yapmak: Not<html> Bilinen bir Cı P (örneğin safir gibi) standart bir malzemenin özgül ısısı (2) ölçme, ve numunenin özgül ısısı (3) ölçümü, (1) bir temel değer ölçümü arka çıkarmak için dahil olmak üzere. Numuneler, düz ve ayna cilalı (Al ile bu çalışmada kullanılan 2 O 3 potalar Pt / Rh tava) ölçüm pota altından ideal bir teması yapmak için emin olun. DSC sahnenin tam yapısı hakkında daha fazla detay, DSC başkalarına teknikleri ve örnek bir ölçüm için kesin talimatlar karşılaştırılması çeşitli kaynaklardan bulunabilir. 19 <ol start="5"><li> 20 kullanılarak ρ, ısıl yayılma, d, özgül ısı, Cı P ve yoğunluğu ölçülen değerlerden numunenin yüksek sıcaklıkta termik iletkenlik, κ, hesaplayın </li></ol>/52869/52869eq4.JPG &quot;Width =&quot; 200 &quot;/&gt; <ol start="6"><li> Altın plaka örnek kesilmiş 2 x 2 x 10 mm 3 parça üzerinde sondalar temas noktaları (4 kontaklar) temas direnci sorunlarını hafifletmek için. <ol><li> Sadece istenilen iletişim alanlarında altın sputter için, 2 x 2 x 10 mm 3 numune etrafında bir viski-bant bir şablon olarak kullanmak için sarın. 2 yüzleri un kaplı 2 x 2 mm bırakın. Bir traş makinesi bıçak kullanarak, problar bir mesafe ile ayrılmış bir hat boyunca 2 x 10 mm 2 yüzün ortasında 2 çok küçük delik (çapı yaklaşık 1 mm) kesilip. </li><li> Bir tezgah üstü altın püskürtme ünitesi kullanılarak bir ~ 200 nm kalınlığında altın bir film sputter. 21 </li></ol></li><li> Sıcaklığında 22,23 bir fonksiyonu olarak örnek elektriksel iletim özelliklerini, yani elektrik iletkenliği ve Seebeck katsayısı) ölçün. <ol><li> Dört-terminal yöntemi kullanılarak elektriksel iletkenlik ölçün. Sam üzerinde Seebeck katsayısını ölçüniki orta termokupl &quot;prob&quot; üzerinden sıcaklık ve gerilim ölçümleri kullanarak e kurulum. Dijital mikroskop kullanılarak bu iki prob arasındaki mesafeyi ölçün. Elektrik nakil ölçümleri fazla detay başka bir yerde bulunabilir. 22,23 </li></ol></li><li> Fiziksel Özellikler Ölçüm Sistemi kullanılarak 8 x 5 x 1 mm 3 numune üzerinde sıcaklığın bir fonksiyonu olarak Hall taşıyıcı konsantrasyonu ölçümü. 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>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Bu protokol, biz başarılı geliştirilmiş elektronik ve termoelektrik özellikleri sergileyen toplu polikristal Pr katkılı SrTiO 3 seramik hazırlamak amacıyla sentez stratejisinin adımlarını sundu. protokol ana adımları yüksek halinde olarak hazırlanmış bir toz yoğunlaştırmak için, (i) atmosferik basınçta ve kıvılcım plazma sinterleme tekniği özellikleri (ii) alarak bir avantaj altında havada katkılı SrTiO 3 tozun katı hal sentezini içerir Toplu seramik ve aynı zamanda yoğunluğu daha Pr numunenin tane...

Oksit thermoelectrics elektronik ulaşım özellikleri istikrar ve ekonomik açılardan yüksek sıcaklık termoelektrik uygulamalar için umut verici adaylar, olduğu gösterilmiştir. N-tipi oksit thermoelectrics arasında, çok katkılı stronsiyum titanat (STO) nedeniyle ilginç elektronik özellikleri çok dikkat çekmiştir. Ancak, büyük bir toplam ısı iletkenliği (κ ~ 12 W m -1 K -1 300 tek kristaller için K) 1 ve düşük taşıyıcı hareketlilik (μ ~ 6 cm 2 V -1 sn -1 tek kristaller 300 K&#39;de) 1 zararlı liyakat boyutsuz figürü tarafından değerlendirilir termoelektrik performansı etkileyebilir, elektriksel iletkenlik σ α Seebeck katsayısı ZT = α 2 σT / κ, T Kelvin cinsinden mutlak sıcaklık ve toplam ısı iletkenliği κ. Biz burada güç faktörü olarak pay tanımlamak, PF = α 263 T. (Örneğin, SiGe alaşımları gibi) diğer yüksek sıcaklık Termoelektrik ile rekabet etmek için, bu oksit, termoelektrik bir madde için için, güç faktörü ve / veya örgü ısı iletkenliği azalma daha belirgin bir artış gereklidir. STO termoelektrik özelliklerini geliştirmek amacıyla deneysel çalışmaların çoğunluğu ağırlıklı olarak gerilme-alan ve fononların kitlesel dalgalanması saçılması yoluyla ısı iletkenliği azaltılması odaklanmıştır. Bu çabalar şunları içerir: (i) tek veya Sr çift katkılama + 2 ve / veya Ti 4+ Sahası Bu yöne göre, ana çaba olarak, doğal superorgü Ruddlesden-Popper yapıların 2,3 (ii) sentezi bundan başka, bir nano boyutlu ikinci fazın eklenmesiyle SrO katmanları 4 ve (iii) Bileşik mühendisliği yalıtım ile termal iletkenliği azaltmak için. 5 Bununla birlikte, yakın zamana kadar, bir geliştirme stratejisi substant bildirilmiştirially bu oksitler termoelektrik güç faktörünü artırır. Toplu tek ve poli-kristal STO bildirilen maksimum güç faktörü (PF) değerleri PF &lt;1.0 W m -1 K -1 üst limit ile sınırlı oylandı. Sentez yaklaşımları ve işleme tekniklerinin çeşitli yukarıda teşebbüs fikirlerini hayata geçirmeleri için istihdam edilmiştir. Toz sentez yolları geleneksel katı-hal reaksiyonu içerir, 6 sol-jel, 7 konvansiyonel sinterleme ise hidrotermal, 8 ve yanma sentezi, 9, 6, sıcak presleme 10 ve son zamanlarda kıvılcım plazma sinterleme 12 içine toz yoğunlaştırmak için kullanılabilecek ortak teknikler arasındadır Toplu seramikler. Ancak, benzer bir takviye (örneğin, La) ve doping konsantrasyonu için, elde edilen kütle seramik, elektronik ve termal iletim özellikleri, bir dizi sergiler. Bunun nedeni SrTiO &lt;kuvvetle süreci bağımlı kusur kimyası büyük olduğunuSentez bağımlı özellikler ile sonuçlanan sub&gt; 3. Termoelektrik taşıma yararlanma sentez ve işleme parametrelerini optimize raporların sadece bir avuç vardır. Nedeniyle çok küçük fonon için SrTiO 3&#39;te serbest yolu (300 K de l ph ~ 2 nm) demek kayda değer, 11 nanostructuring öncelikle azaltılması yoluyla toplu STO seramik TE performansının iyileştirilmesi için uygulanabilir bir seçenek değil kafes termal iletkenlik. Son zamanlarda, biz bir anda gelişmiş termoelektrik güç faktörü kaynaklanan olmayan homojen Pr-katkılı SrTiO 3 seramik liyakat termoelektrik şekilde% 30&#39;dan fazla iyileşme bildirilmiştir ve bu ayrıntılı video protokolde ısı iletkenliğini. 12,13 azalmış, biz sunuyoruz ve Bunların hazırlanması için sentez stratejisi adımları görüşmek geliştirilmiş elektronik ve termoelektrik özellikleri sergileyen STO seramik Pr-katkılı.

<table><tbody><tr><td>SrCO3 Tozu,% 99.9</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>472018</td><td></td></tr><tr><td>TiO2 Nanopowder,% 99.5</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>718467</td><td></td></tr><tr><td>Pr2O3 Sinterlenmiş Topaklar,% 99.9</td> <td>Alfa Aesar</td><td>35663 ve nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Kıvılcım Plazma Sinterleme&nbsp;</td><td>Dr. Sinter Lab</td><td>SPS-515S</td><td></td></tr><tr><td>Rezistivite/Seebeck Katsayısı Ölçüm Sistemi</td><td>Ulvac-Riko</td><td>ZEM-2</td><td></td></tr><tr><td>Lazer Flaş Termal Yayılım Ölçüm Sistemi</td><td>Netzsch</td><td>LFA-457 Mikroflaş</td><td></td></tr><tr><td>Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) Sistemi</td><td>Netzsch</td><td>404C Pegasus</td><td></td></tr><tr><td>Fiziksel Özellik Ölçüm Sistemi (PPMS)</td><td>Kuantum Tasarımı</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Alan Emisyon Taramalı Elektron Mikroskobu (FE-SEM)</td><td>Hitachi</td><td>SU-6600</td><td></td></tr><tr><td>Enerji dağıtıcı X-ışını Spektroskopisi (EDS)</td><td>Oxford Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>X-ışını Difraktometresi</td><td>Rigaku</td><td>Ultima IV</td><td></td></tr><tr><td>Tezgah Üstü Püskürtme Kaplayıcı</td><td>Denton Vakum Masası</td><td>II</td><td></td></tr><tr><td>Elmas&nbsp; Tekerlekli Testere</td><td>South Bay Teknolojisi</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

muntazam olmayan biçimde pr-katkılı srtio sentezi<sub&gt; 3</sub&gt; seramik ve bunların termoelektrik Özellikleri

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

Katı hal reaksiyonu ve kıvılcım plazma sinterleme tekniklerinin bir kombinasyonu yoluyla Pr katkılı SrTiO3 seramiklerinin hazırlanması için yeni bir sentez stratejisi gösteriyoruz. Eşsiz bir morfolojiye sahip polikristal seramikler, proses parametrelerinin, özellikle kıvılcım plazma sinterleme ısıtma hızının optimize edilmesiyle elde edilebilir. Sentezlenen seramiklerin fazı ve morfolojisi, X-ışını kırınımı, taramalı elektron mikroskobu ve enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi kullanılarak ayrıntılı olarak incelendi. Bu dökme Pr katkılı SrTiO3 seramiklerinin tanelerinin, Pr bakımından zengin tane sınırları ile zenginleştirildiği gözlenmiştir. Elektronik ve termal taşıma özellikleri de sıcaklık ve doping konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak araştırılmıştır. Böyle bir mikro yapının, gelişmiş termoelektrik özelliklere yol açtığı bulundu. Spesifik olarak, taşıyıcı hareketliliğinde ve termoelektrik güç faktöründe önemli bir iyileşme ile sonuçlandı. Aynı zamanda, termal iletkenlikte belirgin bir azalmaya da yol açtı. Sonuç olarak, SrTiO 3 bazlı seramikler için daha önce bildirilen tüm maksimum değerlere göre tüm sıcaklık aralığı için termoelektrik liyakat rakamında önemli bir iyileşme (%30'>) elde edildi. Bu sentez, homojen olmayan Pr katkılı SrTiO3'ün dökme polikristalin seramiklerinin hazırlanması için adımları gösterir.

X-ışını kırınımı desenleri SrTiO içinde, SrTiO üzerindeki Pr çözünürlüğünü 3 kafes Pr-doping etkisini araştırmak amacıyla olarak hazırlanmış tozlar ve Pr-içeriğinin bir fonksiyonu olarak gelen toplu seramik (Şekil 1) için toplandı 3 ve ikinci faz (lar) oluşumu. desenler yansımalar boşluk grubu (Şekil 1A) ile bir kübik kafes endeksli olabilir gibi tüm hazırlanmış tozlarında SrTiO 3 fazın oluşumunu teyit etmektedir. Pr içeriği artan (katkısız) x = 0 için a...

Pr ile homojen olmayan bir şekilde katkılı polikristalin SrTiO3 seramiklerinin sentezi ve işlenmesi için bir protokol, termoelektrik özelliklerinin araştırılmasıyla birlikte sunulmuştur.

Muntazam olmayan biçimde Pr-katkılı SrTiO sentezi<sub&gt; 3</sub&gt; Seramik ve Bunların termoelektrik Özellikleri

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

Bu prosedürün genel amacı, termoelektrik özellikleri iyileştirilmiş, homojen olmayan PIO Dium katkılı Strontium Titan eight seramikleri sentezlemektir. Bu işlem, öncelikle bir dizi ara öğütme ve karıştırma işlemini içeren yüksek sıcaklıklı katı hal reaksiyonu ile PIO Dium katkılı stronsiyum titanat tozunun hazırlanmasıyla gerçekleştirilir. İkinci adım ise, hazırlanan tozun hızlı ısıtmalı kıvılcım plazma sinterleme tekniği kullanılarak kütle seramik disklere dönüştürülmesidir.Son adım, merkezlenmiş seramiklerin sıcaklığa bağlı termal ve elektronik taşıma özellikleri ölçümlerini gerçekleştirmektir. Nihayetinde, bu elektronik ve termal taşıma ölçümleri, termoelektrik güç faktörü ve merit değerindeki iyileşmeleri göstermek için kullanılır. Bu tekniğin, geleneksel merkezleme ve sıcak presleme ile tepkime gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, kıvılcım plazma sinterleme tekniklerinin yüksek ısıtma hızı kapasitesinden yararlanarak tane sınırı mühendisliği yoluyla taşıyıcı hareketliliğinde ve termoelektrik güç faktöründe önemli iyileşmelerin sağlanabilmesidir.Bu yöntem, stronsiyum titanatın yüksek sıcaklık termoelektrik güç üretimi uygulamaları için potansiyeli ve bu oksitin elektroni

synthesis-non-uniformly-pr-doped-srtio3-ceramics-their-thermoelectric

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Kıvılcım plazma sinterleme aparatı aracılığıyla yüksek basınç ve hızlı ısıtma hızında stronsiyum titanat bikristallerinin oluşumu için uygun bir teknik geliştirilmiştir.

Stronsiyum Titanate Bicrystals Oluşumunda Kullanılan Plazma Sinterleme Aparatı Spark

Biz bir lazer biriktirme ve in situ magnetron SAÇTIRMA kullanarak metal/LaAlO3/SrTiO3 heterostructures imal. Magnetotransport ve in situ x-ışını photoelectron spektroskopisi deneyler, bu sistemde oluşan yarı iki boyutlu elektron gaz Elektrostatik ve kimyasal olayların arasındaki etkileşimi araştırıyoruz.

Büyüme ve Elektrostatik/kimyasal özellikleri Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

Burada, kendi kendine monte amfipatik yüzey aktif micelles organik bir şablon olarak kullanıldığı bir yüzey aktif yardımlı sol-jel yöntemi tarafından gözenekli baryum titanate (BaTiO3) ince film sentezi için bir iletişim kuralı mevcut.

Kimyasal sentez gözenekli baryum Titanate ince Film ve Ferroelectric faz porozite indüklenen gerilim tarafından termal stabilizasyon

Burada, biz LSMO nano tanecikleri büyümek için bir protokol mevcut ve (Gd) BCO radyo frekansı (RF) tarafından tek-kristal yüzeylerde (001) SrTiO3 (STO) filmleri-SAÇTIRMA.

Radyo frekansı Magnetron GdBa2Cu3O7−δfışkırtması / La0,67Sr0,33MnO3 yarı bilayer Filmler SrTiO3 (STO) tek-kristal yüzeyler üzerinde

Oksit malzemeler, oksijen içeriğini ayarlayarak kontrol edilebilen birçok egzotik özellik gösterir. Burada, darbeli lazer biriktirme parametrelerini değiştirerek ve tavlama sonrası gerçekleştirerek oksitlerdeki oksijen içeriğinin ayarlanmasını gösteriyoruz. Örnek olarak, SrTiO3 tabanlı heteroyapıların elektronik özellikleri, büyüme modifikasyonları ve tavlama ile ayarlanır.

Büyüme ve tavlama sırasında oksijen boşluk kontrolü ile oksit özelliklerinin ayarlanması

Burada, iki tip UTe2 kristalini sentezlemek için bir protokol sunuyoruz: kimyasal buhar taşıma sentezi yoluyla sağlam süper iletkenlik sergileyenler ve erimiş metal akı sentezi yoluyla süper iletkenlikten yoksun olanlar.

Süper İletken Uranyum Ditellüridin Tek Kristallerinin İki Farklı Sentez Yönteminin Karşılaştırılması

El yazması, Bi2Te3 ve Sb2Te3 termoelektrik ince filmlerin cam yüzeyler üzerine radyo frekansı magnetron püskürtmesi için bir protokolü açıklar ve bu, daha fazla geliştirme potansiyeli olan geniş bir uygulama yelpazesi sağlayan güvenilir bir biriktirme yöntemini temsil eder.

Radyo Frekanslı Magnetron Püskürtme Tekniği ile Bi2Te3 ve Sb2Te3 Termoelektrik İnce Filmlerin İmalatı

CdSe-SnSe nanokompozitler, yüzey mühendisliği SnSe parçacıklarının birleştirilmesiyle üretilir. SnSe parçacıkları üretmek için basit bir sulu sentez kullanılır. SnSe parçacıklarının CdSe moleküler kompleksleri ile kaplanması, tane boyutunun kontrol edilmesine ve nanokompozitte bulunan kusur sayısının arttırılmasına izin verir, böylece termal iletkenliği düşürür.

Çözelti işlenmiş, yüzey mühendisliği, düşük ısı iletkenliği sergileyen polikristal CdSe-SnSe

Burada, elementel öncüler kullanılarak ultra hızlı (ikinci aralık), solvent içermeyen ve tek aşamalı mekanokimyasal sentez yoluyla termoelektrikler için uygun iki metal kalkojenit (Cu1.8S ve SnSe) sentezlemek için bir protokol sunuyoruz. Eş zamanlı olarak, yeni geliştirilen cihaz tarafından yerinde planet bilyalı frezeleme sırasında kavanozdaki sıcaklığın izlenmesini gösteriyoruz.

Termoelektriklere Uygun Metal Kalkojenitlerin Mekanokimyasal Sentezinin Basitliğini ve Yerinde Sıcaklık İzlemesini Gösterme

Manganezle doplanmış Bi2Te3 ince filmler üretmek ve manganez girdisinin yapısal ve termoelektrik taşıma özelliklerini nasıl etkilediğini değerlendirmek için radyofrekans co-sputtering protokolü geliştirildi. Orta düzeyde manganez katılımı film tekeserliğini ve güç faktörüyle ilişkili taşıma davranışını iyileştirirken, daha yüksek mangan girdisi yapısal düzensizlik ve direnci artırdı.

Bi2Te3 İnce Filmlerin Manganez Ko-Sputtering ile Termoelektrik Özelliklerini Geliştirmek

Keşfedin Pr-katkılı SrTiO₃ seramiklerinin termoelektrik özelliklerini iyileştiren sentez yöntemini. Katı hal reaksiyonu ve kıvılcım plazma sinterleme ile taşıyıcı hareketliliği ve güç faktörü artırılır.

Muntazam olmayan biçimde Pr-katkılı SrTiO sentezi

Daha fazla video keşfet