题目：Ca3Co4O9基热电材料的结构与性能

热电材料是一种将热能和电能进行转换的功能材料。近年来，适应绿色环保主题的具有体积小、重量轻、无噪声运行、精确可靠等优点的热电材料引起了材料研究学者的广泛重视。Ca3Co4O9基热电材料作为一种具有发展前途的新型热电材料，与传统热电材料相比，具有使用温度高、抗氧化性好、无毒性、无环境污染等优点，适用于工业废热发电等方面。 本文以Ca3Co4O9基热电材料作为研究对象，采用溶胶-凝胶法制备前驱粉，再用常压烧结法在900℃将其烧结成瓷，选用Ba、Ni及 K、 Bi等不同元素对Ca3Co4O9进行掺杂改性，分别研究了对Ca3Co4O9中Ca位和Co位进行单组分掺杂和双组分掺杂后该材料的显微结构和热电性能。结果表明，室温下Ba最佳掺杂量为5%，Ni最佳掺杂量为2%，K、Bi共掺样品热电性能表现最为优秀，室温下热电优值Z可达0.97×10-4K-1，700℃时4#(Ca0.90K0.75Bi0.25)3Co4O9样品功率因子达到2.39×10-4W(mK2)-1。 同时对上述样品的常温介电性能进行了测试和分析，结果显示，Ni掺杂样品Ca3 (Co0.95Ni 0.05)3Co4O9的介电常数在104-105Hz频段可达850左右，但由于电导损耗原因，样品的介电损耗也很高。为了降低材料介电损耗，提高材料力学强度，本文采用溶液共混法制备了Ca3(Co0.95Ni0.05)4O9/PVDF复合材料，结果显示，样品两相结合良好，没有出现团聚和分层等相分离现象，无明显气孔和缺陷。以填料质量组分为0.3 的复合样品介电常数在1000Hz时可达140，大幅超过同填料质量组分的BaTiO3/PVDF复合样品；但介电损耗仍然较高，这将影响到该品种的应用范围。