چکیدهدر اين پژوهش، نانوپودر سراميكي با تركيب NaCo2O4 به روش احتراق ژل تهيه وسپستأثيردماي تكليس بر ويژگيهای ساختاری نمونه بوسیله پراش پرتوي X (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني (TEM) و طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) بررسی شده است. نتایج حاصل از پراش پرتوي X نشان می دهد که در دماي تکلیس ˚C800 ساختار هگزاگونال به طور کامل شکل گرفته است.پارامتر شبكه با استفاده از طيف XRD و نرم افزار Celref برای دمای ˚C800 محاسبه شده است. اندازه دانهها به كمك رابطه شرر ،63/76 نانومتر و با استفاده از تصويرTEM ،40 نانومتر بدست آمد. در طيف FTIR مربوط به این تركيب، دو قله جذبي ديده ميشود كه مربوط به پيوندهاي فلز- اكسيژن (M-O) در این ساختار است و در اينجا (M=Na,Co) ميباشد.در بخش دوم پايان نامه، كه مربوط به بررسي ویژگی ترمو الکتریکی این نانوپودرميباشد، نمونه تکلیس شده در دماي˚C 800 انتخاب كرديم . نمودار تغييرات مقاومت ويژه بر حسب دما نشان می دهد که مقاومت ويژه با افزايش دما افزایش مي يابد و در نتیجه نمودار رسانندگی الکتریکی بر حسب دما روند کاهشی دارد . در نمودار رسانندگی گرمایی بر حسب دما شاهد افزایش رسانندگی گرمایی نسبت به دما هستیم. مقدار نسبی ضریب سیبک اندازه گیری شده برابر51 /96 میکرو ولت بر کلوین بدست آمد و در نهایت نمودار ضریب سیبک بر حسب دما رسم شده است که نشان می دهد با افزایش دما مقدار آن افزایش می‌یابد. AbstractIn this work, nanopowders of NaCo2O4 were first prepared, using the gel-combustion process.The effects of the calcination temperature on the structure were studied. The characterization of the samples were carried out by XRD, TEM techniques and also by Fourier Transformation Infrared (FTIR) Specteroscopy. The XRD patterns show that the hexagonal structure of NaCo2O4 composition is completed at the calcination temperature of 800°C. The average size of the particles was estimated using the Scherrer relation and compared with the result obtained by TEM.In order to investigate the thermoelecteric behaviour of the sample calcinated at 800°C, the variation of the electrical resistivity and the thermal conductivity against temperature were measured. The relative value of Seebeck coefficient obtained for this sample was found to be 96.51 μV/K. It was also revealed that the Seebeck coefficient increases with temperatureفهرست مطالبفصل اول: مقدمهای بر پدیده ترموالکتریک1-1 : مقدمه.................................................................................................................. 21-2 : اثر سیبک............................................................................................................. 51 -2-1 : عدد شایستگی.......................................................................................... 6 1-2-2 : نحوه عملکرد یک قطعه ترموالکتریک................................................................. 71- 2-3 : کاربرد اثر سیبک....................................................................................... 91 -2-4 : تعیین ماده ترموالکتریک مناسب................................................................. 101-3 : اثر پلتیه............................................................................................................... 111-4 : اثر تامسون........................................................................................................... 121-4-1 :روابط كلوين.............................................................................................. 13 فصل دوم: سرامیکها2-1 : مقدمه.................................................................................................................. 192-2 : طبقه‌بندی سرامیکها............................................................................................. 202-2-1 : سرامیک های سنتی................................................................................... 202-2-2 : بیوسرامیک............................................................................................... 202-2-3 : سرامیکهای الکترونیکی............................................................................ 212-3 : کاربردهای مختلف مواد سرامیکی.......................................................................... 232-4 : نانو سرامیک........................................................................................................ 24 فصل سوم: نانوذرات و روشهای ساخت آن3-1 : مقدمه.................................................................................................................. 273-2 : كاربردهاي نانوذرات............................................................................................. 293-3 : نانو ذرات سرامیکی.............................................................................................. 303-3-1 : كاربردهای نانوذرات سرامیکی.................................................................... 303-4 : روشهاي سنتز نانوذرات...................................................................................... 313-4-1 : روش سنتز از فاز بخار شیمیایی................................................................. 323-4-2 : روش همرسوبی....................................................................................... 333-4-3 : روش شيميايي سل- ژل........................................................................... 333-4-4 : اجزای محلول سل – ژل........................................................................... 363-4-5 : مزایا و محدودیتهای روش سل- ژل........................................................ 38 فصل چهارم: کارهای آزمایشگاهی و تهیه نانوپودر NaCo2O44-1 : مقدمه.................................................................................................................. 404-2 : ساخت نانوپودر NaCo2O4............................................................................... 414-2-1 : روش احتراق ژل...................................................................................... 41فصل پنجم : نتایج اندازهگیری و مشخصهیابی نمونهها5-1 : مقدمه.................................................................................................................. 495-2 : بررسی تاثیر دمای تفجوشی بر ساختار نانو پودر NaCo2O4.................................. 505-3 : بررسي خواص ترموالکتریکی تركيب NaCo2O4 ................................................ 545-3-1 : اندازهگيري تغييرات مقاومت – دما در تركيب NaCo2O4 .......................... 565-3-2 : اندازهگيري تغييرات رسانندگی گرمایی – دما در تركيب NaCo2O4............. 58 5-3-3 اندازهگيري ضریب سیبک در تركيب NaCo2O4........................................... 595-3-4 اندازهگيري تغییرات ضریب سیبک بر حسب دما در تركيب NaCo2O4...............60 5-4 : جمع بندي نتايج........................................................................................... 635-5 : پيشنهادها...................................................................................................... 64پیوست : مقالهمقدمهاثرترموالکتریک1عبارتاستاز: توليدجريانالكتريكيدریک رسانابه سبباختلافدمابيندونقطه درآن. Thermoازواژهييونانيthermos به معنی گرما گرفتهشدهوelectric صفت نسبي Electricity به معنيبرقاست.ترموالکتریسیته، همانطور که از نام آن بر می‌آید، به پدیده‌هایی اشاره دارد که انرژی گرمایی والکتریسیته را شامل میشود.در سال 1821 دانشمندي به نام سیبک1 اولين گزارش مربوط به مشاهدات اثرات ترموالکتريکي را به فرهنگستان علوم پروسيان2 ارائه کرد. وي با گرم کردن محل اتصال دو رساناي نامتجانس توانسته بود بين دو سر ديگر آنها يک اختلاف پتانسيل ايجاد کند. علي رغم اينک سیبک فهم کاملي از اين آزمايشات نداشت و نمي توانست اين اثرات را به خوبي توجيه کند، اما توانست اثرات ترموالکتريکي را در رساناهاي مختلف دیگر مشاهده کند.13 سال بعد، يک ساعت ساز فرانسوي به نام پلتيه3 نتايج کم و بيش مشابهي را ارائه کرد و دومين اثر ترموالکتريکي را کشف نمود. او نشان داد که هر گاه جريان الکتریکی از محل اتصال دو رساناي متفاوت عبور داده شود، بسته به جهت جريان، فرآیند جذب يا توليد گرما انجام ميشود. بايد توجه داشت که اين اثر کاملاً با اثر گرما مقاومتي ژول تفاوت دارد. پلتيه هم همانند سیبک به طور کامل نتوانست ماهيت فيزيکي نتايج بدست امده را توضيح دهد،اما در سال 1838، لنز4 نشان داد که آب در محل اتصال بيسموت- آنتیموان ميتوانست يخ ببندد و چنانچه جهت جريان عوض ميشد يخ توليد شده ذوب ميشد.تامسون5 که بعداً به لرد کلوين معروف شد، متوجه شد که ميبايست بين اثر سیبک و اثر پليته ارتباط وجود داشته باشد. او توانست اين ارتباط را با استفاده از مباحث مربوط به ترموديناميک مشخص و نتيجهگيري کند که بايد يک اثر سوم ترموالکتريکي (که امروزه به اثر تامسون معروف است) نيز موجودباشد. اين اثر سوم ترموالکتريکي بدين معني است که فرايند گرمايش يا سرمايش ميتواند در رساناي همگن اتفاق بيافتد، اگر يک جريان الکتريکي در جهت گراديان دمايي در آن وجود داشته باشد.علي رغم اين واقعيت که اثرات ترموالکتريکي براي مدت زمان طولاني شناخته شده است اما استفاده عملي از اين اثرها تنها در چند دهه گذشته با ساخت ترموکوپل براي اندازه گيري دما و مجوعهای از ترموکوپل به نام ترموپایل براي آشکارسازي انرژي تابشي انجام شد. در هر دو وسیله فوق از اثر سیبک استفاده ميشود که در آن توليد الکتريسيته توسط گرما انجام ميشود. در ابتدا ترموکوپلهای ساخته شده داراي حساسيت بسيار پايين بودند اما امروزه با پيشرفت فن آوری ساخت مدار بهتر، حساسيت اين ابزارها بسيار بالاست.نظريه اساسي مربوط به توليد و فرايند سرد سازي اولين بار به طور رضايت بخشي توسط آلتن کرش1 مطرح شد. او نشان داد که براي مقاصد کاربردي مواد مورد استفاده ميبايست داراي ضريب ترموالکتريکي بالا باشند. ضمناً لازم بود که رسانندگي الکتريکي آنها نيز بالا باشد تا گرماي ژول کمينه باشد. ويژگي سوم اين مواد آن است که بايد داراي رسانندگي گرمايي پاييني باشند تا افت انتقال گرما در آنها کم باشد.به هر حال شناخت ویژگیهای مواد و کشف موادی که داراي خصوصيات بالا باشند خود مسالهاي پيچيده بود و محققان زيادي براي دستيابي به چنين موادی تحقيقات زيادي انجام دادند که نتيجه آن دستيابي به مواد نيمرسانا به جاي رسانا، بود که اثرات ترموالکتريکي را به صورت بهتر در مقايسه با رساناها از خود نشان ميدهند. امروزه استفاده از چنین موادی امکان ساخت مدارها و سرد کنندههاي ترموالکتريکي با راندمان بالا را ممکن ساخته است.1 Thermoelectric Effect1 Seebeck2 Prussian Accodemy Of Science3 Peltier4 Lenz5 Thomson1 Altenkirch