[發(fā)明專(zhuān)利]甩帶法制備(AgSbTe₂)_x(GeTe)_100-x基熱電材料的方法無(wú)效

申請(qǐng)?zhí)枺?/td>	200910099268.4	申請(qǐng)日：	2009-05-27
公開(kāi)（公告）號(hào)：	CN101579885A	公開(kāi)（公告）日：	2009-11-18
發(fā)明（設(shè)計(jì)）人：	趙新兵;朱鐵軍;陳怡;楊勝輝;張勝楠	申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人：	浙江大學(xué)
主分類(lèi)號(hào)：	B28B3/00	分類(lèi)號(hào)：	B28B3/00;B28B1/54
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摘要：
搜索關(guān)鍵詞：	法制 agsbte sub gete 100 熱電材料方法
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【說(shuō)明書(shū)】：

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體熱電材料(AgSbTe₂)_x(GeTe)_100-x基熱電材料的制備方法。

背景技術(shù)

熱電材料是一種通過(guò)載流子(電子或空穴)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)電能和熱能直接相互轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體材料。當(dāng)熱電材料兩端存在溫差時(shí)，熱電材料能將熱能轉(zhuǎn)化為電能輸出；或反之在熱電材料中通以電流時(shí)，熱電材料能將電能轉(zhuǎn)化為熱能，一端放熱而另一端吸熱。熱電材料在制冷或發(fā)電等方面有廣泛的應(yīng)用背景。用熱電材料制造的發(fā)電裝置可為空間航天器、短程通訊裝置、植入生物體內(nèi)的小型發(fā)電裝置提供能源，或用于工業(yè)余熱、廢熱發(fā)電領(lǐng)域。若轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提高，則可進(jìn)一步將其應(yīng)用于太陽(yáng)熱發(fā)電系統(tǒng)，大大簡(jiǎn)化太陽(yáng)熱發(fā)電系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)而降低成本。用熱電材料制造的制冷裝置體積小、不需要化學(xué)介質(zhì)，其制冷技術(shù)已達(dá)到準(zhǔn)確控制溫度和濕度的水平，可應(yīng)用于小型計(jì)算機(jī)芯片和微電子元件、航空航天器件和超導(dǎo)系統(tǒng)的冷卻及便攜式小型制冷設(shè)備的開(kāi)發(fā)等方面。用熱電材料制造的裝置具有無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件、無(wú)噪聲、免維護(hù)等突出優(yōu)點(diǎn)，具有很好的環(huán)保性。

熱電材料的性能用“熱電優(yōu)值”ZT表征：ZT＝(α²σ/κ)×T。這里α是材料的熱電勢(shì)系數(shù)，σ是電導(dǎo)率，κ是熱導(dǎo)率。(AgSbTe₂)_x(GeTe)_100-x基熱電材料，其中5≤x≤30，作為一種傳統(tǒng)的熱電材料，兼具高的電學(xué)性能和較低的熱導(dǎo)率，因而具有相對(duì)較高的熱電優(yōu)值。若進(jìn)一步的調(diào)控(AgSbTe₂)_x(GeTe)_100-x基熱電材料的微觀結(jié)構(gòu)和減小晶粒尺寸，有望獲得更好性能的熱電材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種甩帶法制備(AgSbTe₂)_x(GeTe)_100-x基熱電材料的方法，以提高(AgSbTe₂)_x(GeTe)_100-x基熱電材料的熱電性能。

本發(fā)明的甩帶法制備(AgSbTe₂)_x(GeTe)_100-x基熱電材料的方法，5≤x≤30，其步驟如下：

1)將事先已經(jīng)熔煉好的(AgSbTe₂)_x(GeTe)_100-x塊體裝入下端開(kāi)口的石英玻璃管內(nèi)，然后豎直置于甩帶機(jī)腔體的感應(yīng)熔煉線(xiàn)圈中，腔體抽真空，通過(guò)甩帶機(jī)儲(chǔ)氣罐向腔體充保護(hù)氣體氬氣；

2)調(diào)節(jié)儲(chǔ)氣罐的氣壓大于等于腔體氣壓，使感應(yīng)熔化后的(AgSbTe₂)_x(GeTe)_100-x材料落至甩帶機(jī)腔體內(nèi)旋轉(zhuǎn)的銅輥表面甩出；

3)收集甩帶產(chǎn)物，壓制成型。

本發(fā)明方法利用儲(chǔ)氣罐與腔體之間的氣壓差或樣品自身重力，使感應(yīng)熔化后的樣品落至銅輥表面，為了防止感應(yīng)熔化的樣品落至銅輥上向四周濺射，提高甩帶效果，一般控制儲(chǔ)氣罐與腔體的氣壓差為0MPa≤Δp≤0.10MPa，甩帶機(jī)銅輥旋轉(zhuǎn)的表面線(xiàn)速度為10m/s≤v≤50m/s。

本發(fā)明通過(guò)甩帶工藝使樣品的晶粒明顯細(xì)化，尺寸小于未經(jīng)甩帶的樣品，增加了材料電子和聲子的散射，雖然電導(dǎo)率有所下降，但塞貝克系數(shù)大大上升，同時(shí)熱導(dǎo)率明顯下降，從而提高了材料的熱電優(yōu)值。

附圖說(shuō)明

圖1是(AgSbTe₂)₁₅(GeTe)₈₅熱電材料熔煉后真空熱壓成型(M-HP)和甩帶后真空熱壓成型(MS-HP)的電導(dǎo)率比較圖；

圖2是(AgSbTe₂)₁₅(GeTe)₈₅熱電材料熔煉后真空熱壓成型(M-HP)和甩帶后真空熱壓成型(MS-HP)的塞貝克系數(shù)比較圖；

圖3是(AgSbTe₂)₁₅(GeTe)₈₅熱電材料熔煉后真空熱壓成型(M-HP)和甩帶后真空熱壓成型(MS-HP)的熱導(dǎo)率比較圖；

圖4是(AgSbTe₂)₁₅(GeTe)₈₅熱電材料熔煉后真空熱壓成型(M-HP)和甩帶后真空熱壓成型(MS-HP)的熱電優(yōu)值(ZT)比較圖；

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

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