[發明專利]一種硅鍺合金基熱電元件及其制備方法

有效

• 申請號: 201610209315.6
• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN107293636B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 吳潔華;夏緒貴;楊小燕;顧明;陳立東
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: H01L35/32
• 分類號: H01L35/32;H01L35/08;H01L35/34
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

1.一種硅鍺合金基熱電元件，其特征在于，所述硅鍺合金基熱電元件由電極層、硅鍺合金基熱電層以及位于電極層和硅鍺合金基熱電層之間的阻擋層組成，所述阻擋層為硅化物與氮化硅的混合物，所述硅化物為硅化鉬、硅化鎢、硅化鈷、硅化鎳、硅化鈮、硅化鋯、硅化鉭、硅化鉿中的至少一種，所述阻擋層中所述硅化物的體積為硅化物與氮化硅的混合物總體積的40% - 90%；

所述電極層為金屬鎢與氮化硅的混合物，所述金屬鎢的體積為金屬鎢與氮化硅的混合物總體積的60% - 80%。

2.根據權利要求1所述的硅鍺合金基熱電元件，其特征在于，所述硅鍺合金基熱電層的原料為P型硅鍺合金基熱電材料。

3.根據權利要求1所述的硅鍺合金基熱電元件，其特征在于，所述電極層的厚度為0.1～10 mm。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的硅鍺合金基熱電元件，其特征在于，所述阻擋層的厚度為0.05～8mm。

5.一種如權利要求1-4中任一項所述硅鍺合金基熱電元件的制備方法，其特征在于，包括：分別將硅鍺合金基熱電層粉體、阻擋層粉體與電極層粉體依次均勻的裝入模具中，在真空中或惰性保護氣氛下利用放電等離子燒結或熱壓燒結實現電極層、阻擋層和基體熱電層的一步法連接。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述真空為真空度0.1～20 Pa，所述惰性保護氣氛為氮氣或者氦氣。

7.根據權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述的放電等離子燒結條件為：升溫速率為80～200℃/分鐘，燒結溫度為900～1200℃，燒結壓力為40～80 MPa，保溫時間為10～50 分鐘。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述的放電等離子燒結條件為：升溫速率為80～150℃/分鐘，燒結溫度為1000～1200℃，燒結壓力為50～80 MPa，保溫時間為20～40 分鐘。

9.根據權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述的熱壓燒結條件為：升溫速率為20～100℃/分鐘，燒結溫度為1000～1250℃，燒結壓力為40～80 MPa，保溫時間為10～80分鐘。