[發明專利]具有黃銅礦結構的Cu-Ga-Sb-Te四元熱電半導體及其制備工藝

有效

• 申請號: 201210335154.7
• 申請日: 2012-09-11
• 公開（公告）號: CN102887488A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 崔教林;李亞鵬
• 申請（專利權）人: 寧波工程學院
• 主分類號: C01B19/00
• 分類號: C01B19/00
• 代理公司: 寧波奧凱專利事務所(普通合伙) 33227
• 代理人: 白洪長

1.一種具有黃銅礦結構的Cu-Ga-Sb-Te四元熱電半導體，其特征在于所述Cu-Ga-Sb-Te四元熱電半導體中的Cu元素等摩爾替換為Sb元素，所述Sb元素在所述Cu-Ga-Sb-Te四元熱電半導體中的摩爾分數為0～0.025，Cu元素在所述Cu-Ga-Sb-Te四元熱電半導體中的摩爾分數為0.225～0.25，所述Cu-Ga-Sb-Te四元熱電半導體的化學式為Cu_1-xGaSb_xTe₂，其中0≤x≤0.1。

2.根據權利要求1所述的具有黃銅礦結構的Cu-Ga-Sb-Te四元熱電半導體，其特征在于所述的Cu_1-xGaSb_xTe₂在真空石英管內熔煉合成，將單質元素Ga、Cu、Sb、Te置于真空石英管內，合成溫度為900～1100℃，合成時間為20～28小時，然后將真空石英管內的Cu_1-xGaSb_xTe₂鑄錠隨爐冷卻至350～450℃，保溫240小時，爾后在水中淬火，將淬火后的Cu_1-xGaSb_xTe₂鑄錠粉碎、球磨，球磨后的粉末經放電等離子火花燒結制成塊體，燒結溫度為350～550℃，燒結壓力為40～60Mpa，燒結后的塊體材料在真空石英管內二次退火20～30小時，退火溫度為300～500℃。

3.根據權利要求2所述的具有黃銅礦結構的Cu-Ga-Sb-Te四元熱電半導體，其特征是所述的Cu_1-xGaSb_xTe₂在真空石英管內熔煉的擇優合成溫度為1000℃，擇優燒結溫度為450℃，擇優燒結壓力為50MPa。

4.根據權利要求2所述的具有黃銅礦結構的Cu-Ga-Sb-Te四元熱電半導體，其特征在于制備工藝是將Cu_1-xGaSb_xTe₂熔煉后的鑄錠在真空石英管內擇優保溫240小時，擇優保溫溫度390℃。

5.根據權利要求2所述的具有黃銅礦結構的Cu-Ga-Sb-Te四元熱電半導體的制備工藝，其特征在于將Cu_1-xGaSb_xTe₂熱電半導體的制備工藝分為如下六步進行：

第一步：熔煉合成，將組成Cu_1-xGaSb_xTe₂熱電半導體的單質元素Ga、Cu、Sb、Te置于真空石英管內熔煉合成Cu_1-xGaSb_xTe₂，合成溫度為900～1100℃，合成時間為24小時；

第二步：緩慢冷卻，所述的緩慢冷卻，是將真空石英管內熔煉合成的Cu_1-xGaSb_xTe₂鑄錠隨爐冷卻至350～450℃；

第三步：退火，所述的退火，是將真空石英管內的Cu_1-xGaSb_xTe₂鑄錠在350～450℃保溫240小時；

第四步：淬火，所述的淬火，是將真空石英管內的Cu_1-xGaSb_xTe₂鑄錠在350～450℃保溫240小時之后在水中冷卻；

第五步：燒結，所述的燒結，是將經過淬火后的Cu_1-xGaSb_xTe₂鑄錠粉碎、球磨，球磨后的粉末經放電等離子火花燒結制成塊體，燒結溫度為350～550℃，燒結壓力為40～60Mpa；

最佳燒結溫度為450℃，燒結壓力50MPa；

第六步：二次退火，所述的二次退火，是將燒結后的塊體材料在300～500℃保溫20～30小時，然后緩慢冷卻到室溫。