[發明專利]用于制造熱電材料的工藝

無效

• 申請號: 201380029460.0
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN104349854A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 馬蒂厄·索萊爾;馬雅·馬里諾娃-阿塔納斯;納塔利奧·明戈比斯克特;克里斯特勒·納沃內;阿芒迪娜·內里
• 申請（專利權）人: 原子能與替代能源委員會
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;C22C1/04;C22C29/18;H01L35/16;H01L35/26;H01L35/34
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 楊洲;鄭霞

1.一種熱電材料制造方法，包括步驟：

-從意圖被用作基體的至少二元的熱電合金(A_xB_1-x)制備粉末；

-使所述粉末與意圖在所述基體中形成包合物的純金屬(M)的納米顆?；旌?；

-使所述混合物在適當的溫度下經受燒結的步驟，在此期間在所述基體中形成了具有組成M_aA_b和/或M_aB_b的納米級包合物。

2.根據權利要求1所述的熱電材料制造方法，其中所述合金是Si_1-xGe_x合金，有利地0.01＜x≤0.2，還更有利地是Si_0.8Ge_0.2。

3.根據權利要求1或2所述的熱電材料制造方法，其中所述合金是被摻雜的，對p-摻雜的SiGe基體而言，所述合金有利地被硼摻雜(Si_1-x-yGe_xB_y)，或對n-摻雜的SiGe基體而言，所述合金有利地被磷摻雜(Si_1-x-yGe_xP_y)，還更有利地，0.001≤y≤0.1。

4.根據權利要求3所述的熱電材料制造方法，其中摻雜劑，有利地是硼或磷，總計為每cm³所述合金10¹⁹至10²¹個顆粒。

5.根據前述權利要求中任一項所述的熱電材料制造方法，其中所述金屬(M)具有大于所述燒結溫度的熔融溫度。

6.根據前述權利要求中任一項所述的熱電材料制造方法，其中，所述金屬選自下列的組：釩(Va)、鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、鉭(Ta)、鈷(Co)、鋨(Os)，有利地在Si_1-xGe_x型的合金的情況下。

7.根據前述權利要求中任一項所述的熱電材料制造方法，其中所述金屬(M)的納米顆?？傆嫗榘大w積計所述混合物的從0.2％至20％范圍內的份額。

8.根據前述權利要求中任一項所述的熱電材料制造方法，其中所述燒結步驟在由致密化曲線圖所限定的、在能夠以最大速度使所述材料致密化的溫度和所述材料的熔融溫度之間的溫度范圍內發生。

9.根據權利要求8所述的熱電材料制造方法，其中對Si_0.8Ge_0.2基體和Mo納米顆粒而言，所述燒結步驟在從1,150至1,250℃范圍內的溫度下發生。

10.根據權利要求8所述的熱電材料制造方法，其中對Si_0.92Ge_0.08基體和Mo納米顆粒而言，所述燒結步驟對磷摻雜的基體而言在從1,280至1,315℃范圍內的溫度下發生且對硼摻雜的基體而言是從1,280℃至1,320℃。

11.根據前述權利要求中任一項所述的熱電材料制造方法，其中所述燒結在真空中或在惰性氣氛中進行。

12.根據前述權利要求中任一項所述的熱電材料制造方法，其中所述燒結借助于SPS技術進行。

13.根據前述權利要求中任一項所述的熱電材料制造方法，其中所述混合在諸如乙醇的惰性有機溶劑和/或其它分散劑的存在下進行。

14.一種熱電材料，其借助于前述權利要求中任一項所述的方法來得到，其中所述熱電材料表現出下列特性中的至少一種：

-大于或等于包含所述包合物的所述基體的理論密度的90％的密度；

-相對于無包合物的基體大于或等于10％或者甚至大于或等于100％的品質因數的增長；

-所述材料中存在孿晶；

-存在圍繞所述包合物的孔；

-存在圍繞所述包合物的氧化物沉積物；

-所述材料中存在明確的邊界。

15.根據權利要求14所述的熱電材料，其中所述熱電材料表現出：

-大于或等于包含所述包合物的所述基體的理論密度的90％的密度；和

-相對于無包合物的基體大于或等于10％或者甚至大于或等于100％的品質因數的增長。