一种热电陶瓷材料的取向织构处理工艺

摘要

本发明属于材料处理技术领域的一种热电陶瓷材料的新型取向织构处理工艺。以Ca-Co-O和La-Ca-Co-O两种体系的热电材料作为实验对象，先采用溶胶凝胶法合成前驱粉体，经过放电等离子烧结炉(SPS)烧结成瓷后，利用陶瓷材料高温时塑性和延展性较好的特点，在高温下热锻取向处理，获得致密度为98％~99％的高度定向织构的氧化物热电材料。对于Ca-Co-O体系，700℃时电导率提高了13％，功率因子提高了28％，而对于La-Ca-Co-O体系，700℃时电导率提高29.3％，功率因子提高了61.3％。该处理工艺方法简单、处理时间短，可以显著改善热电陶瓷性能。

主权项

1.一种热电陶瓷材料的取向织构处理工艺，其特征在于：采用Ca-Co-O和La-Ca-Co-O两种体系的热电材料作为实验对象，先采用溶胶凝胶法合成前驱粉体，经过放电等离子烧结炉烧结成瓷后，利用陶瓷材料高温时塑性和延展性较好的特点，在高温下热锻取向处理，获得致密度为98％-99％的高度取向织构的氧化物热电材料；其工艺流程如下：前驱粉体采用溶胶凝胶法合成，原料采用分析纯的Ca(NO3)2、Co(NO3)2·6H2O、La(NO3)3·6H2O和柠檬酸；按摩尔比称量Ca(NO3)2、Co(NO3)2·6H2O和柠檬酸，或Ca(NO3)2、Co(NO3)2·6H2O、La(NO3)3·6H2O和柠檬酸作为原料；将几种原料混合后溶于蒸馏水，在60-90℃下恒温加热搅拌直至溶胶化，将溶胶在烘箱内恒温110-150℃烘干，脱水后的干凝胶在700-850℃温度下煅烧除碳后获得Ca-Co-O基陶瓷的前驱粉体或La-Ca-Co-O基热电陶瓷前驱粉体；取前驱粉体放置于石墨模具中，然后将模具置于放电等离子烧结炉中，保持30-50MPa压强，在750-900℃下烧结4-6min，获得致密的陶瓷坯体；将放电等离子烧结烧结的坯体置于750-900℃下的热锻炉中，施加30-50MPa的负荷，使之发生横向形变，从而获得高取向热电陶瓷。