稀土元素双掺纳米晶In₂O₃基热电陶瓷材料的制备方法

摘要

本发明是一种稀土元素双掺纳米晶In2O3基热电陶瓷材料的制备方法，该方法以In2O3、ZnO和镧系氧化物作为原材料，采用固相低温合成前驱体粉末，然后通过低温放电等离子烧结(SPS)陶瓷块体材料。该方法能够简单、方便、精确地制备出In2-2xZnxRxO3(R为镧系元素，0.0025≤x≤0.04)纳米晶陶瓷材料，通过组分掺杂元素和非化学计量比控制材料载流子浓度和主要载流子种类，提高热电性能，在800℃下其ZT最大值可以达到0.40。

主权项

一种稀土元素双掺纳米晶In2O3基热电陶瓷材料的制备方法，其特征在于：该方法的步骤是：(1)采用该方法制备的热电陶瓷材料包括的化学成分为铟、锌和镧系元素，铟、锌和镧系元素的摩尔比为：2‑2X∶X∶X，X的取值范围为：0.0025≤X≤0.04；(2)以In2O3、ZnO和镧系氧化物作为原料，按上述配比称取，混合后在400～600℃烧结2～6小时完成物相的成相阶段；(3)将制品造粒，然后升温，升温速度为100～300℃/min，在900～1100℃下利用直径5～20cm的石墨磨具放电等离子烧结4～10min；(4)将制品在700～800℃退火2～6h，即可获得新型双掺纳米晶In2O3基氧化物热电陶瓷材料。