[發明專利]一種快速制備高性能Mg2Si0.3Sn0.7基熱電材料的新方法

有效

• 申請號: 201310252012.9
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN103320636A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 唐新峰;張強;鄭云;柳偉;尹康
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;H01L35/14;H01L35/34
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

1.一種快速制備高性能Mg₂Si_0.3Sn_0.7基熱電材料的新方法，其特征在于它包括如下步驟：

1）以Mg粉、Si粉、Sn粉和Sb粉為原料，按Mg₂(Si_0.3Sn_0.7)_1-ySb_y（0≤y≤0.025）熱電材料中各原子的化學計量比進行稱量，將原料粉體在研缽中混合均勻，將混合均勻的粉末壓成塊體；

2）將所得塊體置于石墨坩堝后，置于熔體旋甩急冷設備中進行熔融旋甩，得到Mg₂(Si_0.3Sn_0.7)_1-ySb_y（0≤y≤0.025）帶狀產物；

3）將上一步所得的Mg₂(Si_0.3Sn_0.7)_1-ySb_y（0≤y≤0.025）帶狀產物研磨成粉末，對其進行放電等離子體活化燒結，得到高性能Mg₂(Si_0.3Sn_0.7)_1-ySb_y（0≤y≤0.025）熱電材料。

2.根據權利要求1所述的一種快速制備高性能Mg₂Si_0.3Sn_0.7基熱電材料的新方法，其特征在于所述的步驟1）中，Mg粉、Si粉、Sn粉和Sb粉的質量純度均大于等于99.9%。

3.根據權利要求1所述的一種快速制備高性能Mg₂Si_0.3Sn_0.7基熱電材料的新方法，其特征在于所述的步驟2）中，熔體旋甩急冷設備腔體內為氬氣氣氛，相對壓力為-0.05MPa，熔體旋甩的工藝參數為：銅輥轉速為30m/s，氬氣噴射相對壓力為0.04MPa，感應電壓為150V，熔融甩帶時間為1-2min。

4.根據權利要求1所述的一種快速制備高性能Mg₂Si_0.3Sn_0.7基熱電材料的新方法，其特征在于：所述的步驟3）中，粉末進行放電等離子體活化燒結的過程為：將粉末裝入15mm的石墨模具中壓實，然后在真空小于10Pa和燒結壓力為33MPa條件下進行燒結，以100℃/min的升溫速率升溫到650℃，燒結致密化時間7min。

5.如權利要求1所述的制備方法得到了高性能Mg₂Si_0.3Sn_0.7基致密塊體熱電材料。

6.如權利要求1所述的高性能Mg₂Si_0.3Sn_0.7基致密塊體熱電材料，其特征在于所得Mg₂Si_0.3Sn_0.7基致密塊體熱電材料成分分布均勻，熱電性能優值ZT在800K達到1.3。