TY - CONF A1 - Bresch, Sophie T1 - Einfluss der Pulversynthese auf die Eigenschaften thermoelektrischer Oxide N2 - Calciumcobaltit und Calciummanganat gehören zu den vielversprechendsten thermoelektrischen Oxiden im Temperaturbereich zwischen 600 °C und 800 °C an Luft. Mittels thermoelektrischer Generatoren kann ein Temperaturgradient direkt in elektrische Leistung umgewandelt werden. Für die kostengünstige Pulverherstellung von Funktionsmaterialien wird im industriellen Maßstab meist die Festphasenreaktion (bzw. Kalzinierung) verwendet. Da es sich dabei um einen Hochtemperaturprozess handelt, ist diese Kalzinierung sehr energieintensiv. In der Literatur werden sehr unterschiedliche Prozessbedingungen zur Pulversynthese thermoelektrischer Oxide genutzt. Soweit dem Autor bekannt, ist keine systematische Untersuchung des Einflusses der Pulversynthesebedingungen auf die thermoelektrischen Eigenschaften publiziert. Deshalb wurde eine systematische Untersuchung des Einflusses der Pulversynthesebedingungen (Temperatur, Haltezeit, Partikelgröße, Wiederholungen) auf die thermoelektrischen Eigenschaften von Calciumcobaltit und Calciummanganat durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass sich ein höherer Energieeintrag während der Kalzinierung negativ auf die thermoelektrischen Eigenschaften auswirkt. T2 - Seminar des Lehrstuhls für Funktionsmaterialien CY - Universität Bayreuth, Bayreuth, Germany DA - 12.01.2018 KW - Kalzinierung KW - Thermoelektrika KW - Calciummanganat KW - Calciumcobaltit PY - 2018 AN - OPUS4-43772 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bresch, Sophie T1 - Druckunterstützte Sinterung von Calciumcobaltitfolien N2 - Calcium cobaltite Ca3Co4O9 is a promising p-type oxide thermoelectric material for applications between 600 °C and 900 °C in air. The properties and the morphology of Ca3Co4O9 are strongly anisotropic because of its layered crystal structure. By aligning the plate-like grains, the anisotropic properties can be assigned to the component. Hot-pressing of tablets is a well-known technology for grain alignment of Ca3Co4O9 and increases the thermoelectric properties in a/b-direction remarkably [1-3]. However, hot-pressing of tablets is limited by the tablet size. An interesting alternative for larger components is the pressure assisted sintering of panels from tape casted layers. Tape casting already leads to grain orientation during green body forming. By combining tape casting and pressure assisted sintering (50 kN maximum force) of Ca3Co4O9, high densities and high thermoelectric properties can be reached for large components up to 200 mm edge length. The morphology of Ca3Co4O9-grains can be designed by doping as well as by varying the powder synthesis conditions. For example Bi-doping increases the anisotropy of the grains, and reaction sintering of uncalcined powder leads to a fine grained microstructure and increases the electrical conductivity for pressure-less sintered specimens. Doped and undoped Ca3Co4O9 powders were successfully tape cast with the doctor blade technique. Several layers of tape were stacked and laminated to 7 cm x 7 cm panels. These panels were sintered in a LTCC sintering press with combined in-situ shrinkage measurement. Pressure-less sintered panels from undoped powder have a 2.5 times higher electrical conductivity at room temperature than dry-pressed test bars with randomly orientated particles. By applying a uniaxial pressure of 10 MPa during sintering, the electrical conductivity (σ25°C=15000 S/m) increases by the factor of 6 compared to the pressure-less sintered panels, which is in good accordance to the values reported in literature for conventional hot pressing [1, 3]. It is not possible to assign the increased anisotropy of Ca2.7Bi0.3Co4O9 to the pressure-assisted sintered panels, as Bi leads to an abnormal grain growth (up to 500 µm) with randomly oriented grains. This decreases the electrical conductivity (σ25°C=5000 S/m). Such an abnormal grain-growth is reported for Bi over-doped Ca3Co4O9 [4] but not because of hot-pressing. N2 - Calciumcobaltit ist eines der vielversprechendsten thermoelektrischen Oxide, welche zur direkten Wärmerückgewinnung genutzt werden können. Calciumcobaltit weist sowohl eine anisotrope Partikelform als auch anisotrope thermoelektrische Eigenschaften auf. Durch gezielte Ausrichtung der Partikel mittels Foliengießens und druckunterstützter Sinterung kann diese Anisotropie gezielt auf ein Bauteil übertragen werden. Die Partikelmorphologie kann durch Dotierung und Kalzinierung beeinflusst werden. Verschiedene Calciumcobaltitpulver wurden druckgesintert und das Gefüge sowie die thermoelektrischen Eigenschaften untersucht. Die Dotierung mit Bismut führte zu einer Verschlechterung der elektrischen Leitfähigkeit bei druckgesinterten Proben im Gegensatz zu undotierten Pulvern. T2 - Funktionsmaterialien - Lehrstuhlseminar CY - Bayreuth, Germany DA - 02.06.2017 KW - Thermoelectrics KW - Calcium cobaltite KW - Pressure assisted sintering KW - Druckunterstützte Sinterung KW - Calciumcobaltit KW - Thermoelektrika PY - 2017 AN - OPUS4-40467 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -