[發(fā)明專利]硫銀鍺礦型熱電材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810577403.0
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108598252A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 駱軍;陳靜;張繼業(yè);王晨陽
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: H01L35/16
• 分類號: H01L35/16;H01L35/34
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種硫銀鍺礦型熱電材料，其特征在于：其化學(xué)式為Ag_9-xCu_yGaSe₆，并具有如下元素摩爾比例的化學(xué)計量比關(guān)系特征中的任意一種：

1)當(dāng)y＝0時，0≤x≤0.1；

2)當(dāng)y≠0時，0＜x＝y(tǒng)≤0.9。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述硫銀鍺礦型熱電材料，其特征在于：其化學(xué)式為Ag_9-xCu_yGaSe₆，并具有如下元素摩爾比例的化學(xué)計量比關(guān)系特征的任意一種：

1)當(dāng)y＝0時，0≤x≤0.1；

2)當(dāng)y≠0時，0＜x＝y(tǒng)≤0.9。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述硫銀鍺礦型熱電材料，其特征在于：

其總熱導(dǎo)率為0.25～0.55W*m^-1k^-1；

或者，其塞貝克系數(shù)為-80～-165uV/k；

或者，在823K時，所述硫銀鍺礦型熱電材料的ZT值為0.85～1.5。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述硫銀鍺礦型熱電材料，其特征在于：其塞貝克系數(shù)為150～165uV/k。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述硫銀鍺礦型熱電材料，其特征在于：在823K時，所述硫銀鍺礦型熱電材料的ZT值為1.3～1.5。

6.一種權(quán)利要求1所述硫銀鍺礦型熱電材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

a.按待制備的目標(biāo)硫銀鍺礦型熱電材料各元素的化學(xué)計量比，分別稱重純度不低于99.99％的元素單質(zhì)作為原料，將各原料混合，并封裝于真空石英玻璃管中，備用；

b.將在所述步驟a中的裝入原料的真空物料石英管置于馬弗爐中，在高溫1000～1100℃對混合原料進行加熱，并在混合原料熔融液態(tài)狀態(tài)下進行保溫24～48h，然后在600～700℃下進行退火熱處理24～48h，待爐冷降溫至室溫后，得到鑄錠；

c.將在所述步驟b中制備的鑄錠破碎，并研磨成細粉，然后放置于真空高溫高壓石墨磨具中，進行熱壓制成塊狀材料；

d.將在所述步驟c中制備的塊體材料封裝于另外的真空石英玻璃管中，并在500～600℃下進行退火熱處理4～24h，然后關(guān)閉馬弗爐電源，進行爐冷降至室溫，得到所需硫銀鍺礦型熱電材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述硫銀鍺礦型熱電材料的制備方法，其特征在于：在所述步驟a中將各原料混合并封裝于真空石英玻璃管中時，或者在所述步驟d中塊體材料封裝于另外的真空石英玻璃管中時，封裝工藝采用氫氧高溫小氣量火焰槍，只對真空石英玻璃管的封裝處加熱密封，降低對真空石英玻璃管內(nèi)的樣品加熱影響，減少封裝過程中Se粉揮發(fā)損失。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述硫銀鍺礦型熱電材料的制備方法，其特征在于：在所述步驟b中，控制所述升溫至高溫1000～1100℃的升溫速率為1～5℃/min。

9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述硫銀鍺礦型熱電材料的制備方法，其特征在于：

在所述步驟c中，在進行熱壓制成塊狀材料時，采用熱壓工藝為真空度不高于5Pa，熱壓壓力為40～60Mpa，熱壓溫度為450～600℃，恒溫保溫保壓時間為5～20min；

或者，在所述步驟d中，控制所述升溫至退火溫度500～600℃的升溫速率不大于5℃/min。

10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述硫銀鍺礦型熱電材料的制備方法，其特征在于：在所述步驟c中，熱壓制成塊狀材料的密度不低于硫銀鍺礦型熱電晶體材料理論密度的98％。