[發明專利]一種耐高溫熱電器件的電極的制備方法

在審

• 申請號: 201711373611.0
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108155284A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 李風浪
• 申請（專利權）人: 東莞市聯洲知識產權運營管理有限公司
• 主分類號: H01L35/02
• 分類號: H01L35/02;H01L35/14;H01L35/34
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 連平

本發明公開了一種耐高溫熱電器件的電極的制備方法，包括以下步驟：首先制備塊狀熱電材料，然后將上述制得的塊狀熱電材料研磨制得粉末狀熱電材料，將制得的粉末狀熱電材料和稱量的鎳粉混合球磨、烘干，制得梯度緩沖層，采用冷壓方法制備鎳基電極層；最后將粉末狀熱電材料組成的基質層、梯度緩沖層、鎳基電極層依次放入模具中燒結，燒結后的樣品線切割、打磨后制得電極。本發明制得的電極穩定性好，制備方法簡單，熱電性能好。

技術領域：

本發明涉及熱電器件制備領域，具體的涉及一種耐高溫熱電器件的電極的制備方法。

背景技術：

隨著社會的飛速發展，人們對能源的需求日益增大；化石燃料作為一種高密度能源，它承擔著提供能源的主要任務，然而化石燃料同時是一種不可再生資源，過度開采利用只會帶來資源的枯竭。為了社會可持續發展，提高化石燃料的利用率或者開發新的開采技術不失為有效之策，然而這并沒有解決長遠的能源枯竭和可持續發展的根本問題；而改善能源結構，開發新能源產業將對國家安全及社會經濟發展提供有力的保障。

熱電轉換技術是一種綠色能源轉換技術，它能實現電能與熱能的相互轉換，工作中無噪音，無傳動部件，不會帶來環境的污染。熱電轉換技術為改善能源結構帶來了福音，同時為新型能源產業開辟了道路。在工業及汽車尾氣廢熱回收領域，熱電轉換技術展示了其巨大潛力，通過利用高溫廢熱，可以回收部分能量，起到節能減排的作用。在太空探索領域，放射性同位素發電機(RTG)起到了不可替代的作用。除工業和軍事領域外，熱電轉換技術在人們的日常生活中也展示了巨大的應用前景和商業價值：熱電手表，攜帶式熱電風扇及熱電充電器早已成為產品而投入市面；另一方面，熱電制冷技術的發展更為成熟，許多便攜式小冰柜就用到了熱電制冷芯片，它工作時不會存在傳統壓縮制冷的噪音及環境污染困擾。

盡管熱電轉換技術具備眾多優點，但是目前熱電材料的轉化效率偏低，生產和使用成本偏高。在中溫發電領域，至今還未發展出成熟的熱電器件，這其中除了經濟成本的限制外，還有大量的技術問題亟待解決：包括材料熱電轉換效率、高溫穩定性、機械性能，以及器件的電極、連接工藝、封裝問題等。雖然面對如此多的困難和挑戰，但未能阻擋科研工作者執著追求，解決熱電領域的難題不僅需要科學上的重大突破，更對世界能源問題和人類社會可持續發展有著重要意義。

發明內容：

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供了一種耐高溫熱電器件的電極的制備方法，該制備方法操作簡單，制得的電極穩定性好，熱電性能優異，各層具有良好的熱膨脹匹配。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種耐高溫熱電器件的電極的制備方法，包括以下步驟：

(1)稱取硅粉末，在不銹鋼球磨罐中采用高能球磨機球磨處理，將球磨后的硅粉和稱量的鎂粉、鍺粉、銀粉，混合加入到球磨罐中混磨8-15min，然后將球磨后的粉末置于坩堝中，然后放入準密封熔煉坩堝中，將其放入管式爐中；

(2)將管式爐抽真空，然后向管式爐中充入氬氣，氣體穩定后，管式爐首先以7℃/min的升溫速率升溫至300℃，保溫10min，然后以3℃/min的升溫速率升溫至500-700℃，保溫處理16-24h，處理結束后隨爐冷卻至室溫，取出樣品，研磨，得到混合粉末；

(3)將上述制得的混合粉末裝入石墨模具中進行高溫熱壓處理，制得塊狀熱電材料；

(4)將上述制得的塊狀熱電材料研磨制得粉末狀熱電材料，將制得的粉末狀熱電材料和稱量的鎳粉混合球磨、烘干，制得梯度緩沖層，采用冷壓方法制備鎳基電極層；最后將粉末狀熱電材料組成的基質層、梯度緩沖層、鎳基電極層依次放入模具中燒結，燒結后的樣品線切割、打磨后制得電極。

作為上述技術方案的優選，步驟(1)中，所述硅粉球磨的的轉速為1300-1500r/min，球磨時間為10-60min。