[發明專利]一種復合材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201810184784.6
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108395254B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 王俊;李建波;于浩洋;楊鶴;馬小波
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: H01L35/14
• 分類號: H01L35/14;C04B35/58;C04B35/47;C04B35/626
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李進

1.一種復合材料的制備方法，其特征在于，其包括：

將Si粉、Ge粉和P粉混合球磨得到第一納米粉體；將所述第一納米粉體與硝酸鍶和硝酸鑭的混合溶液、氫氧化鈉溶液和五氯化鈮和鈦酸四丁酯的混合溶液進行混合，得到前驅體溶液；對所述前驅體溶液進行水熱反應后，對得到的固體產物依次進行過濾、洗滌、干燥，制得鍺化硅與鈦酸鍶復合納米粉體；

所述第一納米粉體為磷摻雜的n型納米粉體；所述硝酸鍶和硝酸鑭的混合溶液的總濃度為0.67 moL/L，并且其中含有鍶和鑭的元素摩爾比為（1-x）：x，0x≤0.1；所述氫氧化鈉溶液的濃度為6.7 mol/L；所述五氯化鈮與鈦酸四丁酯的混合溶液的總濃度為0.33 mol/L，并且其中含有的鈦和鈮的元素摩爾比為（1-y）:y，0 y≤0.2；

所述第一納米粉體與所述硝酸鍶和硝酸鑭的混合溶液的Sr、La元素總和或所述五氯化鈮與鈦酸四丁酯的混合溶液中的Ti、Nb元素總和的摩爾比為X’:Y’，其中，0X’1且0Y’1，X’+Y’=1；

對所述前驅體溶液進行水熱反應過程中，溫度為180℃、保溫時間為12-36小時；在對所述固體產物進行洗滌時，洗滌次數為3-5次，進行干燥時，干燥溫度為60℃-90℃，干燥保溫時間為60-90 min。

2.一種復合材料，其特征在于，所述復合材料是通過權利要求1所述的復合材料的制備方法制得。

3.一種如權利要求2所述的復合材料在制備鍺化硅合金與鈦酸鍶復合熱電陶瓷或鍺化硅合金與鈦酸鍶復合導電陶瓷中的應用。

4.根據權利要求3所述的復合材料在制備鍺化硅合金與鈦酸鍶復合熱電陶瓷或鍺化硅合金與鈦酸鍶復合導電陶瓷中的應用，其特征在于，其包括：

熱電陶瓷片的制備：對所述鍺化硅與鈦酸鍶復合納米粉體進行預壓成型后卸壓，進而再進行真空燒結；

導電陶瓷片的制備：對所述鍺化硅與鈦酸鍶復合納米粉體進行預壓成型后卸壓，進而再進行真空燒結，其中，在進行預壓成型時，將所述鍺化硅與鈦酸鍶復合納米粉體用多層碳紙上下分層包裹，并在所述碳紙之間放入還原性碳粉。

5.根據權利要求4所述的復合材料在制備鍺化硅合金與鈦酸鍶復合熱電陶瓷或鍺化硅合金與鈦酸鍶復合導電陶瓷中的應用，其特征在于，在對所述熱電陶瓷片和所述導電陶瓷片進行預壓成型時，壓力為30 Mpa-50 Mpa，進行真空燒結時，升溫速率為5℃/min，燒結條件為1100℃-1300℃保溫110-130 min，降溫速率10℃/min。