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Untersuchung der Sauerstoffdiffusion in Kupfer-Eisen-Oxiden, die mit der Aerosol-Depositions-Methode abgeschieden wurden

Title data

Schwinger, Laura:
Untersuchung der Sauerstoffdiffusion in Kupfer-Eisen-Oxiden, die mit der Aerosol-Depositions-Methode abgeschieden wurden.
2015
(Master's, 2015, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Funktionsmaterialien)

Abstract in another language

In dieser Arbeit wurde die Materialklasse der Delafossite (CuFeO2) im Hinblick auf den Einsatz für thermoelektrische Anwendungen charakterisiert und zudem versucht, einen Einblick in die Sauerstoffdiffusion dieses Materials zu erhalten. Hierfür wurden zunächst drei unterschiedlich mit vierwertigem Zinn dotierte Delafossite (CuFeO2, CuFe0.99Sn0.01O2, CuFe0.98Sn0.02O2) mittels der Mischoxidroute hergestellt und materialwissenschaftlich charakterisiert. Es zeigte sich, dass die Materialien phasenrein hergestellt werden können. Die Delafossite wurden anschließend mit der Aerosol-Depostitions-Methode (ADM) abgeschieden und sowohl die elektrische Leitfähigkeit, als auch der Seebeck-Koeffizient parallel während der selben Messung bestimmt.

Für die thermoelektrischen Messungen wurden die ADM-Schichten in 200 °C-Schritten auf 800 °C, sowie auf 900 °C erhitzt und vermessen. Es konnte festgestellt werden, dass die elektrische Leitfähigkeit mit steigender Temperatur ansteigt, der undotierten Delafossit jedoch bei 600 °C ein Maximum von 4,2 S/cm erreicht. Bei den dotierten Delafossiten konnten bei 900 °C maximale Werte von 0,87 S/cm für CuFe0.99Sn0.01O2 und 1,45 S/cm für CuFe0.98Sn0.02O2 erhalten werden. Kaum einen Einfluss zeigten die Temperatur als auch die unterschiedlichen Dotierungsgrade auf den Seebeck-Koeffizienten. Dieser lag im Durchschnitt um 300 µV/K.

Um die Sauerstoffdiffusion untersuchen zu können, wurden die ADM-Schichten bei 800 °C und 900 °C unterschiedlichen Sauerstoffpartialdrücken ausgesetzt. Es konnte beobachtet werden, dass bei einem Sauerstoffpartialdruck um 31,5 mbar die Umwandlung zum Spinell CuFe2O4 stattfindet. Bei der Bestimmung der Einstellzeit zeigte sich, dass das System mit steigender Schichtdicke länger für die Einstellung des Gleichgewichts benötigt. Mittels der erhaltenen Einstellzeiten konnte anschießend der Diffusionskoeffizient abgeschätzt werden. Dieser nahm mit steigender Temperatur zu und mit steigendem Dotierungsgrad ab.

Further data

Item Type: Master's, Magister, Diploma, or Admission thesis (Master's)
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials > Chair Functional Materials - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos
Profile Fields > Advanced Fields > Advanced Materials
Research Institutions > Research Centres > Bayreuth Center for Material Science and Engineering - BayMAT
Faculties
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials
Profile Fields
Profile Fields > Advanced Fields
Research Institutions
Research Institutions > Research Centres
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 30 Nov 2015 08:37
Last Modified: 10 Aug 2016 07:57
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/23390