Tải bản đầy đủ

Chế tạo và nghiên cứu gốm PEROVSKITE nhiệt điện camno3

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN
sfe * %

TÀI:

cứu GÔM

CHÊ'TẠO VÀ NGHIÊN

PEROVSKITE

NHIỆT ĐIỆN CaMn03.5


m

w

M.i c.ố: OT - 02


06

ĐAI HOC Q u ô c GIA HÀ NỘI
Tf?UNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIÊN

p r /^ K )

CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI:

PGS. TS. Đặng Lẽ Minh

CÁC CÁN BỘ THAM GIA: PGS.TS Bạch Thành Còng
TS Hoàng nam Nhật
N CSThS Phùng Quốc Thanh

HÀ NỘI - 2002


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

BẢO CẢO TÒM TẮT
Để tảiĩ
CHÊ TẠO VÀ NGHIÊN

cứu GÔM PEROVSKITE

NHIỆT ĐIỆN CaMn03.5

Mã số: QT - 01 - 06
Chủ trì đề tài:

PGS. TS. Đặng Lê Minh


Các cán bộ tham gia : PGS.TS Bạch Thành Công
TS. Hoùng nam Nhật
NCS ThS Phùng Quốc Thanh

1. Muc tiêu đề tài:
Trong thời gian gần đây, hợp chất gốm perovskite đã được nhiều nhà
khoa học trên thế giới và Việt nam quan tâm đặc biệt do các tính chất Vật
lý hết sức lý thú và có triển vọng ứng dụng quan trọng trong ngành tin
học và viễn thông.
ở Việt nam đã có nhiều cổng trình nghiên cứu các hợp chất perovskite
có tính từ trở và từ nhiệt khổng lồ, rất nhiều công trinh đã được công bố
trong các Hội nghị khoa học trong nước và quôc tế, trên các tạp chí trong
nước và thế giới. Người ta cũng đã tìm ra ở hợp chất gốm perovskite có
tính chất nhiệt điện cao ở nhiệt độ cao và hứa hẹn nhiều ứngdụng, chẳng
hạn có thể dùng chúng làm các điện cực nhiệt độ cao và nhất là ý tưởng
tìm kiếm các loại nhiên liệu sạch không làm ô nhiễm môi trường , vật liệu
có tính chất nhiệt điện cao có thể ứng đụng làm các trạm phát điện khôna


gây ô nhiẽm mồi trường như các trạm phát điện sử dụng vật liệu có hiệu
ứng Seebeck ỉớn, chuyển trực tiếp nhiệt năng thành điện nãng.
Mục tiêu của đề tài được đặt ra là bắt đầu đi vào hướng chế tạo các
gốm perovskite có tính nhiệt điện như đã trình bày ờ trên và bắt đầu bằns
đề tài ”Chế tạo và nghiên cứu 2ốm perovskite nhiệt điện CaM n03.ô “
2. Nôi dung nghiên cứu :


Chế tạo hợp chất C a \ln 0 3 bằn 2 hai phương pháp gốm thông
thường và bằng phươnơ pháp sol-sel.



Bước đầu nghiên cứu tính chất nhiệt điện và từ của chúng.

3. Các kết quả đã đat đưoc :


Chế tạo thành công hợp chất CaMnO:„õ bàng cả hai phương pháp
gốm và sol-gel



Đo các thông số điện, hệ số Seebeck ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ
cao đến 1000 °c, thôns số từ nhiệt và hệ số từ hoá động.



Nghiên cứu ảnh hưởme của ion Fe thay thế một phần ion Ca đến
tính chất từ điện của chúng ( Phần này không đặt ra trong mục
tiêu ban đầu khi đăng kỷ để tài)



Hai báo cáo khoa học tại Hội nghị Vô tuyến-Điện tử Toàn quốc
lần thứ 8 và Hội nshị Khoa học Khoa Vật lý-Trường Đại học
Khoa học tự nhiên.



Nội dung của một đề tài luận văn Thạc sỹ của học viên Nguyễn
Ngọc Châu, và một phần của đề tài luận án Tiến sỹ của NCS
Phùng Quốc Thanh.


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

4. Tình hình sử dung kinh phí
Tổng kinh phí được cấp :

8.000.000 đ (tám triệu đổng)

Các khoản đã chi :
Thanh toán dịch vụ công cộng

200.000 đ (tiền điện)

Vật tư văn phòng

500.000 đ

Thông tin liên lạc

504.000 đ

Hội nghị
Thuê mướn

862.000 đ
4.600.000 đ

Chi phí nghiệp vụ
chuyên môn

1.293.500 đ

F)ã thnnợ qua chứnp tù tại phòng tài vụ.

XÁC NHẬN CỦA BCN KHOA
(Ký và ghi rõ họ tên)

U*

\ m

c Ẵ

I)k’

CHỦ T R Ì ĐỂ TÀI
(Ký và ghi rõ họ tên)


BRIEF REPORT
PREPARATION AND INVESTIGATION OF THE
THERMOELECTRIC PEROVSKITE CERAMIC
CaMn03.5

Main responsible person

:

Co-implementation members :

Dang Le Minh
Bach Thanh Cong
Hoang Nam Nhat
Phung Quoc 1 hann

In recent years the perovskite compounds A B 0 3 have been attracted by
many scientists in the world an Vietnam because of their interesting physics
properties and wide

importance applications in the informatic and

teleformatic. In Vietnam, many scientific reports have been published in the
home and international conference and journals . It was found that the high
thermoelectric effect is also in the ceramic perovskite and they will have the
wide application at high temperature such as the electrods, mostly the idea to
make the power station using Seebeck effect of the thermoelectric materials
to transfer directly the thermal energy to electric one, it is very good idea to
find the clean energy sources. The aim of the project is to begin researching
the mentioned thermoelectric ceramic perovskite, and it is started by the
project ” Preparation and investigation of the thermoelectric perovskite
ceramic C aM n03_6 “ with the code of QT-02-0Ó.


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

The content of the project:


The preparation of the CaMnOj by two technology methods :
ceramic and sol-gel.



The investigation of the electric and magnetic properties.

The obtained results :


The successful preparation of the CaMnO, bv two methods:
ceramic and sol-sel
G



Measuring of the thermoelectric properties including the
temperature dependence of resistivity, Seebeck coefficient at
room and high temperature of up to 1000°c.



I lie Hi

Oi LỈÌC IPiU'£lieLie properties ! tnc tcrnpci3.turc

dependence of the magnetization M and the susceptibility
X’ and x ” .


The influence of the substitution of some ions Fe for Ca ions on
the properties of the Ca].xFexM n 0 3 (x=0; 0.01; 0.03; 0.05), This
part is not including in the content of the registered object.



Two scientific reports in The 8 th Vietnam Conference on Radio
and Electronic 11/2002 and The Scientific Conference of the
Faculty of Physics 11/2002.



The content of the master thesis of Master Student Nguyen Ngoc
Chau and one of the content of the Ph.Dr thesis of Ph.Dr Student
Phung Quoc Thanh.


M ỤC LỤC

Transc?
Mở đẩu
1
Các phương pháp thực nghiệm
1-2
Kết quá và tháo luân
2-9
Kết luận
9
Lời cám ơn
9
Tài liệu tham kháo
10
Phụ lục:
• Các giản đổ X-ray cua các mẫu
• Kết quá phân tích nhiệt DSC- TGA
• Các anh chụp hụi linh iỉiê của mội s>ố mẫu
trên kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• Báo cáo tại Hội nghị Vô tuyến & Điện tử
Toàn quốc lần thứ 8 - 11/2002
• Báo cáo tại Hội nghị Khoa học Khoa Vật lý
11/2002


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
MỞ ĐẦU
Trong những nãm gần đây , hợp chất gốm Perovskite A B 0 3 dã thu hút sự chú
ý của nhiều nhà khoa học trên thế giới và ở Việt nam. Các nghiên cứu cho thấy
chúng có nhiều tính chất vật lý lý thú và khả năng ứng dụng rộng rãi. Các hợp
chất LnABOj (Ln : Nd, La, Pr, Sm,... A : Ba, Sr, Ca, Ag, ... B : Mn, Co...) là
những vật liệu có tử trớ , từ nhiệt khổng lổ. ở Việt nam trong 5 năm trở ỉại đây
hàng trám công trình nghiên cứu các vật liệu từ trở và từ nhiệt đã được công bố
trong các hội nghị khoa học trong và nsoài nước, trên các tạp chí Việt nam và
thế giới.
Trong xu thế tìm các nguồn năng lượng sạch, người ta đã tìm thấy cũng ở vật
liệu gốm Perovskite có tính nhiệt điện cao ở nhiệt độ phòng đến nhiệt độ cao,
chúng không bị ăn mòn, bền ổn định vơí thời gian... và hứa hẹn có thể sử dụng
chúng làm các trạm phát điện nhờ hiệu ứng Seebeck chuyển trực tiếp nhiệt năng
thành điện năng. Các hợp chất như Caj.xMxM n 0 3 ( M= Y, La, Co, Sn, In, Sb, Pb,
Bi, ...) Ln!.xCaxM n 0 3 (Ln = La, Nd, Gd, ...) ... đã được nghiên cứu cho thấv
chúns có các thông số nhiệt điện rất cao [2 -6 ].
Trong khuôn khổ của Đề tài QT-02-06, chúng tôi bắt đầu triển khai nghiên
cứu hệ gốm ABO 3 có tính nhiệt điện cao. Hệ Ca 1.xFexM n 0 3 ( x=0; 0.01; 0.03;
0.05) đã được chế tạo và nghiên cứu các tính chất nhiệt điện của chúng, ngoài
ra, trong hợp chất có chứa các ion từ tính mạnh như Fe, Mn nên ảnh hưởng của
chúng đến tính chất điện từ cũng được quan tâm nghiên cứu.

1.

Các phương pháp thực nghiệm :
1- Chế tạo mẫu :
a- Mẫu C aM n0 3 được chế tạo bằng hai phương pháp công nghệ :
gốm và sol-gel
b- Hệ mẫu C alxFexM n 0 3 ( x=0, 0.01, 0.03, 0.05) đã được chế tạo
bằng phương pháp gốm.
1


Phương pháp g ố m :
Phối liệu gồm C aC 0 3 (99%), M nC 0 3(99%) được tính theo thành phần hợp
thức được trộn trong cối mã não, nung sơ bộ ở nhiệt độ 1000 °c trong 10 giờ, các
mẫu sản phẩm dạng thanh và đĩa được thiêu kết ở 1100°c trong 10 giờ với môi
trường không khí.

Phươns pháp soỉ-gel:
Nguyên liệu gồm C aC 0 3(99%), duns dịch 50% M n(N 0 3)2 , axit citric.
C a C 0 3 cân theo phối liệu, được hoà tan trong axit nitric H N 0 3 dư (nồng độ
0.1mol/dm3) rồi trộn với dung dịch axit citric (AC) theo tỉ lệ [(AC):IMn] là 1: 6
[12], Dung dịch được đốt nóng đến 80°c cho đén khi có mầu vàng nâu. Sau đó
được nung ở 450°c và 750°c trong không khí thành tro màu nâu đen. Bột đó
được nghiền nhỏ, ép sản phẩm dạng đĩa và thanh rồi nung thiêu kết ớ 1100 °c
trong 10 giờ với môi trường không khí.
2- Nghiên cứu cấu trúc và tính chất :
2-1 . Cấu trúc tinh thể được khảo sát bans thiết bị nhiễu xạ tia X
XD -5005 Brucker-Ceimany. Các [hỏng số cáu trúc được tính toán ứng dụng
phương pháp Rietveld trên cơ sớ các rhông số phân tích nhiễu xạ tia X.
2-2. Quan sát các hạt tinh thể của các mẫu được thực hiện trên kính hiển
vi điện tử quét JSM 5410 LV-Jeol.
2-3. Mẫu bột chế tạo bằng phương pháp sol-gel được phân tích nhiệt
DSC-TGA với thiết bị Phân tích nhiệt SDT-2960-USA của hãng TA-Instrument.
2 - 4 . Đo điện trở của mẫu phụ thuộc nhiệt độ sử dụng phương pháp hai

điếm tiếp xúc.
2-5. Tính chất từ và từ nhiệt được đo trên máy VSM- Digital Measurment
System-USA
Sự phụ thuộc nhiệt độ của X, X cũng được khảo sát.
II- Kết quả và Thảo luận :
Hình 1- chỉ ra các đường DSC-TGA của mẫu gel C aM n 0 3 sau khi sấy khô ở
80nc trong 72 giờ. ở nhiệt độ khoáns 330°c các chất hữu cơ (gốc citrat) bị cháv
2


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

. ■' ■1’ ’ ’ ’ 1’ 1 Tr r
330.l0“c

~

21 l.6 í" c V
; 33. ỉ 8% LoĩS
209.2 l*c

305.83" c
56.96% Losi
n * . 1« . . . I .

n

I no

200

—----ị.-------6p0.59"c 87.38% Loss .

(

*I

300

40(1
T

500

600

700

800

o'

10

}

20

30

40

50

20

Hlnh 1. Đường DSC-TGA của geỉ
sau khi sấy 80°c , 72 giờ

Hình 2. Giản đồ nhiễu xạ tia X
C aM n0 3 nung ở 450°c và750°c

và khí thoát ra mạnh làm giám trọng lượng lớn ( bước nhảy trên đường TGA)
Từ hình 2 ta thấy với phương pháp soỉ-gel, khoảng 750°c đã hình thành pha
C aM n03.
Hệ mẫu Ca|.xFexM n 0 3 ( x=0, 0.01, 0.03, 0.05) đã được chế tạo bằng phương
pháp gốm.
Hình 3. là giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu và cho thấy chủ yếu là pha
-iiiíiii.

V

Ã

u . u

ĩi^O ui

’. i í i i ì í i L O - i i i i i L l v

* v i v l i L l p i i i i i v I i U nJ

2 Thet a - Scale
Hình 3 Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu Cai_xFexM n 0 3

60


Sử dụng phương pháp Rietveld để tính các thông số cấu trúc, ta có các số liệu
ghi ở Bảng 1.
Mẫu 1 (x=0) CaMnOj có cấu trúc lập phương, trong khi các mẫu 2,3,4
(x=0,01, 0.03, 0.05) là orthorhombic với a^90° và ở tất cả các mẫu đểu ở trạng
thái thiếu oxy. Ion sắt có bán kính nhỏ hơn Ca +2 (r Fe3+ = 0.67A0; r Ca= 1.04A0),
khi một số Ca +2 được thay thế bằng Fe+3, hằng số mạng hầu như khôns thay đổi.
Ion Ca trong C aM n0 3 có hoá trị hai, ion Mn có hoá trị bốn, khi thay thế bằng
ion có hoá trị cao hơn, ở đâv là Fe3+, để giữ trạng thái trung hoà về điện, một số
tương ứng Mn +4 phai chuvển thành Mn+3. Như vậy trong mẫu lổn tại trạng thái
hoá trị hỗn hợp M n+4/M n+3, cùng với sự sai lệch mạng tinh thể kiểu Janh-Teller,
có thể dẫn đến làm thay đổi tính chất điện từ của chúng.
Bảng 1- Các thông số cấu trúc
Samples

5(0)

a(Ả)

a

Ca-0

M n-0

(I;

(h

1(a)

0.23

3.724

90.00

2.633

í . 862

2 (b)

0.22

3.725

90.05

2.634

1.863

3(c)

0.21

3.725

90.10

2.634

1.863

4(d)

0,20

3.726

90.15

2.635

1.863

'

ỉ (ã) - CaMnO-Ị.s (x=0); 2(b)- Ca099Fe00lMnO3.3 (x=0.01)
3(c) - Ca097Fe003MnO3_s (x=0.03):

4(d)-Ca0m9SFe0'0SMnO3j (x=0.05)

Ca-O khoảng cách giữa các ion Ca-O
Mn-O khoảng cách giữa các ion Mn-O
Các mẫu chế tạo đểu có tính dẫn điện.
C a M n 0 3 lý tưởng có cấu trúc lập phương và được coi là hợp chất cách điện. Tuy
nhiên mẫu chế tạo cũng có tính dẫn.


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

................................................ ! ■ ■ ■ ■ ’ ■
--------- 1---- >—•Jị

CiMnO

c »
—, 1
2
ỹ 1.2

J(I0K

Fe

M n0

t
3IHIK

:
-

S SSk

4 52 K

:

G ...
Ol
Ui
© 0. 4

Ụ'
t - II-í. 3 r V

1

n
“ II-V 2 L-V

- 0. 4
1. . .

. . . 1 ...
2. 2

2.4

1É. . 1 . . .
2. 6

2.K

1. . .
3

1. . .
J.2

------1

f i

3 *

, 1 , .

i .5
10 0 0

1 0 0 0 T ( K 1)

Ca

Fc

Mn0

' *



.

.

1 ,

2. S

Ca

F

> , . ■

3

3

T ( K ‘‘ )

M nO

J I I 0K
£

3

G

2. 5

Cl
_

A

2

ĩ
520 K

*

f

Sb

_J

1 5
1

3«»K

C

ÍIMIK
1

E - 1 ,tm cV

y

í ■ 1.17 tV

0

_1—.—.—.— X —.. * . 1 ■ . , .
1.5

2

2. 5

1000' TfK

3

J.5

1. 5

)

2

ì

ỉ.5

1000 T( K

3 5

I

Hình 4. Đường phụ thuộc nhiệt độ của logp của các mẫu Ca,.xFexM n 0 3
Hình 4. chỉ ra rằng khi tăng nhiẹt độ điện trở của mẫu chế tạo được đều giám,
tính dẫn như một bán dẫn với cơ chế dẫn kiêu nhảy điện từ giữa cặp Mn+4/M n +3
[2,4] và từ đường logp-T' ta có thế tính được năng lượng kích hoạt E (eV) của
quá trình dẫn từ khoảng 500°c của các mẫu và được chỉ ra trong bảng 2.
Bảng 2. Giá trị năng lượng kích hoạt quá trình dẫn của các mẫu Ca|.xFexM n 0 3
Samples

E (eV )

x =0

0.63

x= 0.01

0.92

x=0.03

1.08

x=0.05

1.17

Khi thay thế một phần Ca+2 bằng ion Fe, điện trở của các mẫu đều tăng theo
hàm lượng ion Fe thay thế, năng lượng kích hoạt tăng. Điều đó có thê được giá
thiết rằng trong mẫu ion Fe tồn tại ở trạng thái hoá trị Fe+3, không có Fe+2, bới vì
nếu xuất hiện cạp Fe+?/Fe +2 thì tính đẫn ở đây sẽ tăng lên do đóng góp của quá
trình nháy điện tứ giữa Fe+3-Fe +2 và sẽ làm cho điện trớ của các mẫu phái giám,
5


trái với giá trị thực nghiệm. Hay nói cách khác ion Fe không tham gia vào quá
trình dẫn, mà chỉ có quá trình dẫn do nhảy điện tử của Mn+4-Mrr \ nhưng chúns
bị tán xạ mạnh trên tạp từ mạnh là ion Fe+3, kết quả làm tăng điện trở, giám độ
dẫn của mãu.
Báng 3 cho giá trị hệ số nhiệt điện Seebeck của các mẫu được đo ở nhiệt độ
phòng, tại phòng thí nghiệm Bộ môn Vật lý Chất rắn.
Báng 3. Giá trị hệ -Số nhiệt điện Seebeck (S) của các mẫu Ca,.xFexM n 0 3
Samples

Giá trị

s khá

S(|LiV/K) Type
-2 8 0

n-type

= 0.01

-3 6 0

n-tvpe

X

= 0.03

- 55

n-type

* X

= 0.05

+ 360

* p-type

X

=

X

cao ỏ' các mẫu

0

X-0

và x=0.01 và thế hiện bán dãn kiêu

n

(n-type)

tuy nhiên khi x=0.05, chúng chuyển thành bán dẫn kỉếu p (p-type).
Hình 5 thế hiện giá trị hệ số Seebeck cúa mẫu C aM n0 3 được đo tại phòng Trú
nghiệm của Viên JAIST Nhật bản, từ nhiệt độ phòng đến 1000°c.

Hình 5. Giá trị hệ số Seebeck (S) mẫu C a M n 0 3
Từ kết quả đo trên, có thể thấy rằng, giá trị
có giá trị khá cao khi so sánh với giá trị

s của mầu được chế tạo tại

s của

các phòng thí nghiệm Nhật bản [8,9]. Khoảng

Việt nam

một số chất tươns tự chế tạo tại

500°c s

> 260 LiV/K.


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
Sự tồn tại trong mẫu các ion có từ tính mạnh (Fe,Mn), nồng độ và trật tự từ của
chúng sẽ ảnh hưởng đến tính chất từ của mẫu. Tính chất từ của hệ mảu có tính
nhiệt điện cao cũng đă được bát đầu nghiên cứu.

T (K)

T(K)

Hình 6 . Các đường từ nhiệt FC-ZFC của mẫu CaMnO, và Ca 0AỊỌFe 00]MnO 3
Từ hình 6 ta thấy hai mẫu CaMnO-, và Ca 099Fe 001MnO 3 đều thể hiện tính sắt
từ yếu. Khi thay thế Ca +2 bằng Fe+Ì, xuất hiện trạng thái hoá trị hỗn hợp
Mn+4/M n+\ mẫu chuyến từ trạng thái phản sắt từ sang trạng thái sắt từ. Mẫu
C aM n0 3 không chứa ion Fe nhưng trong quá trình thiêu kết làm thiếu hụt oxy,
và trong trường hợp đó cũng có thể làm một số ion Mn +4 chuyển thành ion Mn +3
(hiện tượng tự doping-selft doping) và mẫu cũng trở thành sắt từ và có tính dãn
như được thể hiện ở Hình 6 . Khi íhay thế Ca+2 bằng ion Fe ti lệ Mn+4/Mn +3 tăng
lên làm tăng nhiệt độ Curie ( 162K dến 175K tương ứng). Đo từ nhiệt ờ chế độ
FC-ZFC cho thấy cả hai mẫu đều thể hiện dấu hiệu của tính thuỷ tinh từ (sping la s s). Sự khác biệt giữa từ độ của đường FC và ZFC là khá rõ.
Ớ các hợp chất perovskite tươns tự La,.xCaxM n 0 3 vói

X

nhỏ (0
giữa các ion Mn+3-Mn +4 là tương tác trao đổi kép (Double exchange interaction)
kết quả cho mẫu có tính sắt từ tương đối mạnh. Nếu

X

khá lớn (>0.9 - như

trường hợp mấu đang nghiên cứu trong công trình này) tương tác Mn+4-Mn +3
theo chúng tôi cũng như nhiều tác giá khác [7,8] không còn là tương tác trao đổi
kép. Hình 7 (trang sau) cho kết quá đo hê số từ hoá động 7 vàl/y phụ thuộc
nhiệt độ.
7


0.33
0. 328
0. 326
^

0. 324
0.322
0.52

50

100

15 0

200

250

0.318

300

0

50

1 00

ISO

200

2 50

300

350

T e m p e r a tu re ( K )
T e m p e r i l til r e ( K )

-T-rTrI I r-.■. ...... I 1I I
r

0.1 33

%

V

0 1325

!/*'

-

ca

F<
f

MIIo

V

0. 13 2
0, 1315

\

0. 131

1 I8 K

0.1 305
0. 13
0.1 2 95
0

J.
50

Temperature { K )

50

50

1 00

150

200

2 5Q

Temperature IK)

100

150

2 0Ũ

250

1 00

150

2 00

2 50

3 00

Tem pera tư re ( K )

300

50

100

1 50

200

250

300

Temperature ( k )

3 00

Tem pcratu re ( K )

Tern pe rat Lire ( K )

Hình 7. Các đường phụ thuộc nhiệt độ cúa / và ỵ của các máu Ca, ,.FexM n 0 3
(x=0, 0.01,0.03,0.05)
8


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
Trong trường hợp mẫu nghiên cứu được giả thiết là giữa ion Fe+3-Fe +3 trật tự
từ là phản sắt từ với tương tác trao đổi trực tiếp và xuất hiện tương tác siêu trao
đổi (superexchange interaction) giữa các ion Mn+4-Mn+3 và với trật tự phản sất
từ không bù trừ ( kiểu ferri từ- momen từ của Mn+4=3 j_iB và của Mn+3=4|uJB ).
Kết quả cho mẫu có tính sắt từ yếu.
III-

Kết luận :

Trên đây là những kết quả nghiên cứu bước đầu của loại hợp chất gốm
perovskite có tính nhiệt điện cao ở nhiệt độ cao lần đầu tiên được triển khai ở
nước ta. Với những kết quả đó có thể có một số điểm nhận xét sau :


Các mẫu của hệ Ca^Fe.MnO;, (x=0; 0.01; 0.03; 0.05) là bán dẫn từ với cơ
chế dẫn nhảy điện tử



Các mẫu có hệ số Seebeck khá cao ở khoảng nhiệt độ rộng ( từ nhiệt độ
phòng đến 1000°C)



Các mẫu có tính sắt từ yếu với sự đồng tồn tại trật tự phản sắt từ và phản sắt
từ không bù trừ (ferri-từ).

Lời cám ơn
Các tác giả bày tỏ sự cám ơn đến Đại học Quốc gia Hà nội về sự tài trợ kinh
phí cho đề tài QT- 02-06. Cám ơn Trung tâm Khoa học Vật liệu, Trường Đại
học KHTN, Phòng Từ và Siêu dẫn Trung tâm KHTN và CN Quốc gia về sự giúp
đỡ đo các thông số từ của vật liệu.

9


Tài liệu tham khảo
[1] H.Tagachi and M.Shimada, “Metaỉ-ỉnsuỉator Transition in System
(Ca!,xLax)MnOr97 (0.05[2] Michitaka, Hisakokoga, Tsutomo Takumasa, Koichi Esuchi and
Hiromichi Arai

“Electrical Transport Properties and Hì'sh-Temperature Thermoelectric
Performance o f (Cci09M0,)MnOj (M=Y, Lei. Củ, 5/77. ỉn, Sn. Sb, Pb. Bi)"
Journal of Solid State Chimistry
120, 105-11Ỉ (1995)
[3] Hideiki Taguchi “Relationship between Crystal Structure and Electrical

Properties o f the Ca-Rich Region in (La!DxGiJMnO, r
“ Journal of Solid State Chimistry 124, 360-365, 1966
[4] S. Hashimoto and H. Iwahara, “Structural, Thermal and Electrical
Properties o f Ce-Doped SrMnOJ “ Journal of Electroceramic 4:1, 225-231,
(2000)
[5] Hideki Tagucni, “Metaỉ-isuỉãtor transition in orthorhombic perovskitetype Cel(Mn!_XNIbx)Oj “
Physica B 304 (2001)
[6 ] Jivvoons Moon, Yoshikate Masuda, YVonseon Seo, Kumihito Kournoto

“Influence o f ionic size o f rare-earth site on the thermoelectric properties o f
RCoOr type perovskile coball oxide " Materials Science & Engineering B 85
.'7 0 0 Ị \ 7 0 7 ^

[7]

M.E Melo Jorge, A.Correia dos Santos, M.R Numes

■■ Effects of

synthesis method on stoichiometry, structure and electrical conductivity o f
CaMnO^s “ International Journal of Inorganic Materials 3 (2 0 0 1 ) 915-921
[8 ] N. Murayama and M. Yasukawa Hish temperature thermoelectric
properties o f Ba!_xSi\Pb03(0 Conference on Thermoelectric (1998) p.563-566
[9] T. Kobayashi, H.Takizawa, T. Endo, T. Sato et all " Metal-Insulator

Transition and Thermoelectric properties in the system (Rị_xCax)MnOj (R: Tb,
Ho, Y) Journal of Solid State Chemistry 92,116-129 (1991)
[10] Dans Le Minh, Phung Quoc Thanh, Bach Thanh Cons,
Hoans Nam Nhat, Nguyen Ngoc Chau.
" Preparation and investigation o f some perovskite ceramic compound with
high -temperature thermoelectronic properties ” Proceeding of 8th Vietnamese
conference on Radio and electronics (REV ’02) p-300-303
[11] A. Jouaxneaux, CPD. 13, 1 (1999)
[12] Nguyễn Hạnh, Huỳnh Đăng Chính, Nguyễn Châu
Synthesis of provskite mangamte La|_xSrxM n 0 3”
Proceeding of the third Vietnamese-German Workshop on Physics and
Ensineerins - Ho Chi Minh City 3-8 April 2000
10


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

PHƯ LUC


VNU-HN-SIEMENS D5005- Mau CaMn03-450C-Solgel

JL
t

M
-o

§^5

\f

K>v^/\v
yvvy/VrVAM'A
I— I— r ^ n — 1— I— I— I - r ■
20



r I '
30

40

so

60

70

2-Theta - Scale

in ti-C a M n 0 3 -S o lg e M 5 0 C .ia w - Typa: 2Th/Th locked - s ta rt: 5.000 ° - End 59 990 * - !ile p : 0.030 ’ - S lep lim e: 0 5 s - Temp.: 25.0 * c (Room ) - Anode: Cu - C reation: 07/18/02 15:23:02

■) - H ausm nnnile, syn - M n 3 0 4 - Y: 11.00 % - d X by: 1.000 - WL: 1.54056

N) - C alcium Oxide - C aO - Y: 2,48 % - d

X

by. 1.000 - W l: 1 5405e

f

T —T-'


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

VNU-HN-SIEMENS D5005- Mau CaMn03-750C-Solgel

2-Theta - Scale
in h-C a M n 03 -S o lg e l-75 0 C .raw - Type: 2Th/Th locked - sta rt: 5 000 0 - End: 59.990 * - ste p : 0 030 * - s te p time: 0.5 s - Tem p,: 25.0

(N) - C alcium M anganese Oxide - C a M n 0 3 /C a 0 M n 0 2 - Y: 56.69 % - d

X

(") - H ausm annrte, syn - M n 3 0 4 - Y: 6.05 % * d X by; 1.000 - V\A_: 1.54056

(N) - C alcium O xiflo - C aO - Y: 0.55 % - d X by: 1.000 - W L: 1.54056

by: 1.000 - w _ : 1.54056

*c

(Room ) - Anode: Cu - C reation: 07/18/02 15:02:51


VNU-HN-SIEMENS D5005- Mau CaO,97FeO,03Mn03-1100C

2-Theta - Scale

M IN H -C nO ,9 7 F f'0 ,0 3 M ri0 3 -11 0 0 C .raw - Type: 2Th/Th locked - s ta rt: 15 000 0 - E iiJ: 80 m o * - sto p : 0.030 • - Step lim e: 0 8 s - Tem p.: 25.0 * c (Rồom ) - Anode: Cu - C reation: 08/01/02 11'24 23

(N) - C alcium M anganese Oxido - C a M n 0 3 /C a 0 M n 0 2 - Y: 56 69 % - d

(N ) - C alcium O xide - C a O - Y: 0.55 % - cJ X by: 1.000 - W L: 1.54056

X

by: 1.000 - WL: 1.54056


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

Sample: C a M n 0 3
Size: 13.7203 mg
M ethod: Ram p
C om m ent: M inh 'Sam ple

.'0

DSC-TGA

File: C;\TA\Data\SDT\M inh.003
O perator: Minh
Run Date: 13-Jun-02 07:32

solgel c itr a t, rate 10 c /m in in Air

120


CaMn03 made by sol-gel method and sintered at
950 (celcius degree) for 10 hour

CaMn03 made by sol-gel method and sintered at
1100 ( celcius degree) for 10 hour


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

CaMn03 made by sol-gel method and sintered at
950 (celcius degree) for 10 hour

CaMn03 made by ceramic method and sintered at
950 ( celcius degree) for 10 hour


8

November 2 - 3 , 2002 Hanoi, Vietnam

Radio & Electronics Association of Vietnam (REV)
Ministry of Posts and Telematics (MPT)


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×