[發(fā)明專利]一種熱電材料及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710989072.7 | 申請(qǐng)日： | 2017-10-22 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN107737921B | 公開（公告）日： | 2019-09-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 卯志華 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 東莞市熱點(diǎn)電熱科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | B22F1/02 | 分類號(hào)： | B22F1/02;B22F3/105;H01L35/16;C23C18/34 |
| 代理公司： | 深圳科灣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44585 | 代理人： | 鐘斌 |
| 地址： | 523841 廣東省東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 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 熱電 材料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種熱電材料及其制備方法，通過含有Ni2+的化學(xué)鍍液對(duì)Cu2SnSe3熱電粉末進(jìn)行包覆，還原后得到具有Ni鍍層的Cu2SnSe3?Ni復(fù)合粉體，然后經(jīng)過壓制和兩步加熱燒結(jié)步驟，得到塊狀熱電材料，加工時(shí)間短，制備量大，粉體包覆均勻，處理工藝簡單，設(shè)備成本較低，適合規(guī)模化生產(chǎn)，所得熱電材料熱導(dǎo)率低、電導(dǎo)率高，ZT值有明顯提升。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及熱電材料技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種熱電材料及其制備方法。
背景技術(shù)
熱電材料是將熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的一類功能材料，熱電材料制成的熱電器件體積小、重量輕，工作過程中無噪音，不會(huì)造成任何環(huán)境污染，使用壽命長，因而在溫差發(fā)電和熱電制冷等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。熱電材料利用Seebeck效應(yīng)可將熱能直接轉(zhuǎn)化成電能-溫差發(fā)電，或者利用Peltier效應(yīng)通過電能驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)熱量從冷端向熱端的輸運(yùn)-熱電制冷。熱電材料的研究和開發(fā)有助于緩解當(dāng)今的能源危機(jī)和環(huán)境污染方面的問題，因此，越來越受到人們的關(guān)注。
目前，熱電材料的制備方法非常多樣化，包括水熱法、機(jī)械合金化、薄膜法、低維化法、摻雜法和氧化物合成法等等，普遍存在工藝復(fù)雜、成本高、處理時(shí)間長和難以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)等問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種熱電材料及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種熱電材料的制備方法，具體步驟如下：
(1)將預(yù)處理的Cu2SnSe3熱電粉末加入含有Ni2+的化學(xué)鍍液中，80～90℃下超聲處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱電粉末的包覆，過濾，洗滌，干燥，得到包覆粉體；
(2)包覆粉體在氫氣中還原，得到具有Ni鍍層的Cu2SnSe3-Ni復(fù)合粉體；
(3)將Cu2SnSe3-Ni復(fù)合粉體于20～25MPa壓制成壓坯，然后轉(zhuǎn)移至放電等離子燒結(jié)爐中，在惰性氣體保護(hù)和40～50MPa條件下，快速升溫至500～550℃，燒結(jié)8～10分鐘，然后緩慢升溫至650～700℃，燒結(jié)2～3分鐘，即得塊狀熱電材料。
優(yōu)選的，步驟(1)中，Cu2SnSe3熱電粉末的制備方法如下：
(11)將Cu、Sn和Se的金屬單質(zhì)粉按照摩爾比2：1：3進(jìn)行混合、研磨，然后70～80MPa冷壓成型，得到冷壓塊體；
(12)將冷壓塊體置于石英管底部，石英管抽真空后密封，550～750W微波處理10～12分鐘，制得Cu2SnSe3熱電粉末。
進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟(11)中，研磨采用機(jī)械球磨，球磨時(shí)間為5～6分鐘。
進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟(12)中，石英管抽真空后，其內(nèi)部真空度小于1Pa。
進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟(12)中，將密封后的石英管置于坩堝中，在坩堝內(nèi)壁和石英管外壁之間均勻鋪設(shè)微波輔助吸收體，然后將坩堝整體置于微波爐中進(jìn)行微波合成。
更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述微波輔助吸收體為質(zhì)量比1:1的碳化硅粉末和氧化銅粉末。
優(yōu)選的，步驟(1)中，Cu2SnSe3熱電粉末的預(yù)處理方法為：通過在質(zhì)量濃度5％的硝酸水溶液中超聲波振蕩15～20分鐘進(jìn)行活化，然后靜置沉淀，濾出沉淀物，然后用去離子水洗滌2～3次，60～70℃干燥5～6小時(shí)即可。
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