Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Oct 2010)
Effect of Pb substitution on the thermoelectrical properties of textured Bi<sub>2</sub>Ca<sub>2</sub>Co<sub>1.7</sub>O<sub>y</sub> ceramics prepared by a polymer solution method
Abstract
Thermoelectrical properties of cobaltite ceramics can be tuned up by choosing the adequate synthetic method, cation substitution and subsequent grain orientation. This can be performed preparing the ceramics by a polymer solution method, using Pb partially substituting Bi, and texturing by directionally growing from the melt. In this work, Bi2-xPbxCa2Co1.7Oy (x = 0.0, 0.2, 0.4 and 0.6) ceramics, prepared by a polymer solution method, have been directionally grown, with the Laser Floating Zone (LFZ) technique, at 30 mm/h. In all the cases, the microstructure shows alternated layers with small CoO inclusions. It has been found a very important decrease on the resistivity and, at the same time, on the thermopower. However, the power factor values are improved with Pb addition, reaching power factor values, for samples with 0.4 Pb substitution, as high as two times the values obtained for undoped ones.Las propiedades termoeléctricas de cerámicas basadas en óxidos de cobalto pueden ser ajustadas eligiendo adecuadamente el método de síntesis, la substitución catiónica y posterior orientación de grano. Esto puede realizarse preparando las cerámicas precursoras por un método de solución con adición de un polímero, substituyendo parcialmente el Bi por Pb y texturando el material por crecimiento direccional a partir del fundido. En este trabajo, cerámicas con composición Bi2-xPbxCa2Co1.7Oy (x = 0.0, 0.2, 0.4 y 0.6), han sido preparadas por un método en disolución y crecidas direccionalmente con la técnica de Zona Fundida Flotante Inducida por láser (LFZ), a 30 mm/h. En todos los casos, la microestructura está formada por capas alternas con pequeñas inclusiones de CoO. Se ha encontrado una apreciable disminución en los valores de resistividad y, al mismo tiempo, del poder termoeléctrico .Sin embargo, el factor de potencia aumenta con la adición de plomo, llegando a doblar, en muestras con una adición del 0.4 Pb, los valores obtenidos para las muestras sin dopar.
