การปรับปรุงสมบัติเทอร์โมอิเล็กทริกของเดลาฟอสไซท์ฐานทองแดง ด้วยการเจือแทนที่บางส่วน

Main Article Content

เชรษฐา รัตนพันธ์

Abstract

บทคัดย่อ

บทความนี้ได้กล่าวถึงวิธีการปรับปรุงสมบัติวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกในสารประกอบเดลาฟอสไซท์ฐานทองแดง (Cu1+B3+O2) ด้วยวิธีการแทนที่บางส่วนของไอออน M2+ ลงในตำแหน่งอะตอม B โดยในควรเลือกธาตุที่มีรัศมีไอออน M2+ เล็กกว่ารัศมีไอออน B3+  เพื่อให้สามารถแทนที่ได้   แล้วมีผลทำให้ค่าสภาพการนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้น  ในกรณีของอะตอม B ควรเป็นธาตุในกลุ่มของธาตุทรานซิชันเพราะจะเกิดการสหสัมพันธ์อย่างเข้มระหว่าง Spin และ Orbital ของประจุไฟฟ้า มีผลทำให้ค่าสัมประสิทธิ์ซีเบคสูงขึ้นอีก  และเพื่อให้เกิดการลดต่ำลงของค่าสภาพนำความร้อนต่ำ ควรเลือกธาตุ M ที่มีมวลอะตอมขนาดใหญ่  ซึ่งทำให้น้ำหนักของสารประกอบเพิ่มขึ้น มีผลต่อการลดลงของค่าสภาพนำความร้อน   เมื่อสมบัติทางเทอร์โมอิเล็กทริกทั้ง 3 ค่าถูกปรับปรุงขึ้นแล้ว จะให้ค่า ZT ของสารประกอบเดลาฟอสไซท์ฐานทองแดงสูงขึ้น  จากเหตุผลดังกล่าวจึงทำให้สามารถเพิ่มค่า ZT ของสารประกอบ CuFeO2 เดลาฟอสไซท์ ด้วยการแทนที่บางส่วนของไอออน Sn2+ลงในตำแหน่งอะตอม Fe ตามสูตร CuFe1-xSnxO2 โดยเพิ่มค่า ZT เป็น 0.06 ใน x=0.03 และ 0.12 ใน x=0.05 ที่อุณหภูมิ 950 K จากที่ CuFeO2 มีค่า ZT 0.025 ที่ 950 K

คำสำคัญ : เทอร์โมอิเล็กทริก, เดลาฟอสไซท์, การแทนที่บางส่วน

 

Abstract

This article concerns with the thermoelectric properties improvement of Cu-based delafossite (Cu1+B3+O2) by M2+ cations partial substitution for Bsites. By substitution, ionic radii of M2+ ions should smaller than ionic radii of B3+ cations for a resulting of increasing the electrical conductivity. In case of B sites, it should be selected in the transition element for enhancing the Seebeck coefficient as a resulting from the strong correlation between spin and orbital of charge carriers. For reducing the thermal conductivity, the M should be selected in large atomic mass element for raising molecule weight. Totally, when the 3 values of thermoelectric properties are improved, the ZT value of the Cu-based delafossite is enhanced. By the reason, the ZT values, which  are 0.06 and 0.12 for x=0.03 and 0.05 respectively at 950 K, of CuFeO2 delafossite can be improved by partial substitution of Sn2+ cation for Fe sites (CuFe1-xSnxO2) as referencing with ZT = 0.025 of at 950 K for CuFeO2.

Keywords: Thermoelectric,  Delafossite  Oxide,  Partial Substitution

Downloads

Download data is not yet available.

Article Details

How to Cite
รัตนพันธ์ เ. (2015). การปรับปรุงสมบัติเทอร์โมอิเล็กทริกของเดลาฟอสไซท์ฐานทองแดง ด้วยการเจือแทนที่บางส่วน. Journal of Science Ladkrabang, 23(2), 112–119. Retrieved from https://li01.tci-thaijo.org/index.php/science_kmitl/article/view/31510
Section
Academic article