Escudo de la República de Colombia
Sistema Nacional de Biliotecas - Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombia Biblioteca Digital - Repositorio Institucional UN Sistema Nacional de Bibliotecas UN

Síntesis y Caracterización Termoeléctrica de Compósitos de Ca1-xGdxMnO3/Ag

Garavito Jaramillo, Jonathan (2019) Síntesis y Caracterización Termoeléctrica de Compósitos de Ca1-xGdxMnO3/Ag. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá.

Texto completo

[img] PDF - Versión Aceptada
Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives.

7MB

Resumen

Mediante el método de reacción de estado sólido fue posible preparar muestras policristalinas del compuesto Ca1-xGdxMnO3 (0 ≤ x ≤ 1). La estructura cristalina de las muestras se estudió a través de un análisis de difracción de rayos-X, por medio del refinamiento Rietveld. En todas las muestras estudiadas se encontró la presencia de la fase CaMnO3, la cual cristaliza en una estructura ortorrómbica. Los parámetros de red aumentaron con el incremento del contenido dopante. Las propiedades morfológicas fueron estudiadas a través de microscopía electrónica de barrido (MEB) mostrando una composición granular. Las propiedades de transporte se estudiaron a partir de mediciones de resistividad eléctrica r(T) y coeficiente Seebeck S(T) en el rango de temperatura de 85 K a 300 K. La resistividad eléctrica mostró un comportamiento de tipo semiconductor, donde el valor mínimo a temperatura ambiente fue mostrado por la muestra dopada con una concentración de gadolinio igual a x=0.05 con un valor de 0.19 Ω.cm. El coeficiente Seebeck es negativo en todo el rango de temperatura estudiado indicando una conducción dada por portadores de carga negativos. La magnitud de S(T) decrece con el contenido de gadolinio, lo que evidencia un aumento en el número de portadores de carga. A partir de las mediciones de resistividad eléctrica y coeficiente Seebeck se determinó el factor de potencia PF, el cual, tiene un valor máximo cercano a 0.2 μW/K2.cm, a temperatura ambiente, para la muestra con x=0.05. Del mismo modo, se preparó el compósito Ca0.95Gd0.05MnO3/Ag, con plata adicionada en cantidades en peso entre 0% y 10% del compuesto base. Las muestras presentan dos fases: la asociada al compuesto cerámico base CaMnO3, cuyos parámetros de red no mostraron cambios significativos y la asociada a la plata. La resistividad eléctrica mostró un comportamiento de tipo semiconductor cuyo valor mínimo a temperatura ambiente fue para la muestra con adición de Ag=3% con un valor de 0.02 Ω.cm. El coeficiente Seebeck es negativo en todo el rango de temperatura estudiado y su magnitud decrece con la adición de plata. A partir de las mediciones de resistividad eléctrica y coeficiente Seebeck se determinó el factor de potencia termoeléctrico el cual a temperatura ambiente registra valores cercanos a 1.8 μW/K2.cm para la muestra con 3% de plata adicionada. Los resultados obtenidos permiten proponer estos compuestos cerámicos como componentes promisorios en el desarrollo de refrigeradores y generadores de estado sólido., [Abstract] By using the solid-state reaction method, samples of Ca1-xGdxMnO3 (0 ≤ x ≤ 1) were prepared. The crystal structure of the samples was studied through an X-ray diffraction analysis by Rietveld reffinement. In all the studied samples, the presence of CaMnO3 phase was found, which crystallizes in an orthorhombic type structure. The obtained lattice parameters increased with the dopant content. The morphological properties were studied through scanning electron microscopy (SEM) showing a granular composition. The transport properties were studied from measurements of the electrical resistivity r(T) and the Seebeck coefficient S(T) in the temperature range from 85 K to 300 K. The temperature behavior of the electrical resistivity exhibits a semiconducting character, where the minimum value obtained at room temperature was for the doped sample with a concentration of x=0.05 with a value of 0.19 Ω.cm. The Seebeck coefficient is negative throughout the studied temperature range indicating a conduction given by negative charge carriers. The magnitude of S(T) decreases with gadolinium content, which shows an increase in the number of charge carriers. From the electrical resistivity and the Seebeck coefficient measurements the thermoelectric power factor PF was determined, which has a maximum value close to 0.2 μW/K2.cm at room temperature for the sample with x=0.05. In the same way, samples of the Ca0.95Gd0.05MnO3/Ag composite were prepared, with added silver in amounts among 0% and 10% by weight of the base compound. The samples exhibit two phases: a first one attributed to the CaMnO3 base compound, whose lattice parameters didn't show signicant changes and a second one, attributed to the silver. The temperature behavior of electrical resistivity exhibits a semiconducting character, whose minimum value at room temperature was for the sample with Ag=3% with a value of 0.02 Ω.cm. The Seebeck coefficient is negative throughout the studied temperature range and its magnitude decreases with the addition of silver. The thermoelectric power factor has a maximum value close to 1.8 μW/K2.cm at room temperature for the sample with Ag=3%. These values allow us to propose these ceramic compounds as active components in the development of solid-state generators and refrigerators.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Rodríguez López, Julio Evelio
Información adicional:Magíster en Ciencias - Física. Línea de Investigación:Termoelectricidad.
Palabras clave:Termoelectricidad, Cerámicas de CaMnO3, Propiedades de transporte, Compósitos, Thermoelectricity, CaMnO3ceramics, Transport properties, Composites
Temática:5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 53 Física / Physics
Unidad administrativa:Sede Bogotá > Facultad de Ciencias > Departamento de Física
Código ID:71706
Enviado por : Jonathan Garavito Jaramillo
Enviado el día :08 Apr 2019 14:34
Ultima modificación:08 Apr 2019 14:34
Ultima modificación:08 Apr 2019 14:34
Exportar:Clic aquí
Estadísticas:Clic aquí
Compartir:

Solamente administradores del repositorio: página de control del ítem

Vicerrectoría de Investigación: Número uno en investigación
Indexado por:
Indexado por Scholar Google WorldCat DRIVER Metabiblioteca OAIster BASE BDCOL Registry of Open Access Repositories SNAAC Red de repositorios latinoamericanos eprints Open archives La referencia Tesis latinoamericanas OpenDOAR CLACSO
Este sitio web se ve mejor en Firefox