[發(fā)明專利]一種低熱導(dǎo)率的Mg2Si0.2Ge0.1Sn0.7基熱電材料在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410352858.4 | 申請日： | 2014-07-24 |
| 公開（公告）號： | CN104164581A | 公開（公告）日： | 2014-11-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 杜正良 | 申請（專利權(quán)）人： | 寧波工程學(xué)院 |
| 主分類號： | C22C1/05 | 分類號： | C22C1/05;C22C1/10;C22C13/00;H01L35/18 |
| 代理公司： | 無 | 代理人： | 無 |
| 地址： | 315016浙*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 低熱 mg sub si 0.2 ge 0.1 sn 0.7 熱電 材料 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及熱電材料，尤其是涉及一種低熱導(dǎo)率的Mg2Si0.2Ge0.1Sn0.7基熱電材料。
背景技術(shù)
熱電材料是一種實現(xiàn)熱能與電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料，在熱電材料兩端有溫度差存在時，它可將熱能轉(zhuǎn)換為電能。相比傳統(tǒng)發(fā)電方式，熱電材料制成的發(fā)電器件具有無機(jī)械運(yùn)動部件、無噪音、無磨損、結(jié)構(gòu)簡單、形狀可設(shè)計等一系列突出優(yōu)點(diǎn)。并且它可用于工業(yè)廢熱、汽車尾熱的回收利用，在熱電材料中通入電流時，它可將電能轉(zhuǎn)換為熱能，一端吸熱而另一端放熱，這種特性可用于制冷，采用熱電材料制成的制冷裝置具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如無需化學(xué)介質(zhì)且體積小等，在醫(yī)用與家用冰箱、車用家用空調(diào)、激光探測器和計算機(jī)芯片的冷卻等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
熱電材料的性能用熱電優(yōu)值ZT=α2σT/κ衡量，其中α、σ、κ分別為材料的塞貝克系數(shù)、電導(dǎo)率與熱導(dǎo)率，絕大多數(shù)的優(yōu)質(zhì)熱電材料含有毒元素且價格昂貴，而Mg2(Si,Sn)基熱電材料具有元素儲量豐富、成本很低、環(huán)境友好等一系列優(yōu)點(diǎn)，但較高的熱導(dǎo)率使其熱電性能較低，熱電優(yōu)值ZT不高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種Ge摻雜Mg2Si0.3Sn0.7基熱電材料，通過向Mg2Si0.2Ge0.1Sn0.7基熱電材料中摻雜Ge元素，降低了Mg2Si0.3Sn0.7晶格熱導(dǎo)率，從而提高了Mg2Si0.3Sn0.7基熱電材料的ZT值。
????本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案如下：
?一種低熱導(dǎo)率的Mg2Si0.2Ge0.1Sn0.7基熱電材料，通過向Mg2Si0.2Ge0.1Sn0.7基熱電材料中摻雜Ge元素，降低了Mg2Si0.3Sn0.7晶格熱導(dǎo)率，從而提高M(jìn)g2Si0.3Sn0.7基熱電材料的ZT值。
一種低熱導(dǎo)率的Mg2Si0.2Ge0.1Sn0.7基熱電材料的制備方法，其包括以下具體步驟：
1）將包含鎂、鍺、錫、硅和銻的原料試樣按化學(xué)計量Mg2.08(Si0.2Ge0.1Sn0.7)0.99Sb0.01研磨均勻；
2）將步驟1中的原料試樣放入熱處理爐中進(jìn)行熔煉；
3）取出步驟2中的原料試樣并研磨成粉末，在真空放電等離子燒結(jié)10min，得到10%Ge摻雜的Mg2.08(Si0.2Ge0.1Sn0.7)0.99Sb0.01塊狀樣品。
作為優(yōu)選的，所述的鎂、鍺、錫、硅、銻的純度均為99%以上。
為了獲得更好的技術(shù)效果，進(jìn)一步的技術(shù)改進(jìn)在于，步驟2中的原料試樣在放入熱處理爐中進(jìn)行熔煉之前其上方覆蓋有氧化硼粉末。這樣設(shè)置，氧化硼在熔煉溫度700度時，會融化形成一層液體薄膜，覆蓋在原料試樣上方，阻止了原料試樣與外界的接觸，起到一個密封作用，尤其是阻止了Mg的氧化和揮發(fā)。
為了獲得更好的技術(shù)效果，進(jìn)一步的技術(shù)改進(jìn)在于，原料試樣在熱處理爐中的溫度為700oC，時間為10小時。
為了獲得更好的技術(shù)效果，進(jìn)一步的技術(shù)改進(jìn)在于，原料試樣在真空放電等離子燒結(jié)的壓強(qiáng)為50?MPa，溫度為978?K。
本發(fā)明的有益效果是：
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