[發(fā)明專利]一種低溫n型熱電材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010170110.8
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111304492B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬正青;楊明杰;王詩野;蘭電
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: H01L35/16
• 分類號: H01L35/16;C22C12/00;B22F9/04;B22F3/02;B22F3/10;B22D27/08;B22D7/00
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43214
• 代理人: 周曉艷;張勇

1.一種低溫n型熱電材料，其特征在于，該熱電材料的通式為Cu_xBi₂Te_2.7-yS_ySe_0.3，其中：x的取值為0＜x≤0.2，y的取值為0y≤0.4；

該低溫n型熱電材料的制備方法包括以下步驟：

步驟一、成分配置，稱取Cu、Bi₂S₃、Bi、Te和Se五種原料裝入容器中；所述Cu、Bi₂S₃、Bi、Te和Se五種原料按照熱電材料通式中Cu、Bi、Te、S和Se的原子配比x：2：2.7-y：y：0.3進行稱??；

步驟二、氣氛保護熔煉，向步驟一中裝有原料的容器中持續(xù)通保護氣體，加熱熔煉，并進行保溫，得到熔體；熔煉溫度為650℃-950℃；

步驟三、超聲振動快速凝固，將步驟二所得熔體倒入模具中，超聲振動快速凝固制備納米晶n型Cu_xBi₂Te_2.7-yS_ySe_0.3五元熱電材料鑄錠；

步驟四、熱電材料粉體制備，將步驟三所得n型Cu_xBi₂Te_2.7-yS_ySe_0.3五元熱電材料鑄錠采用球磨方式制成熱電材料粉體，球磨時間為3～10h，球磨轉(zhuǎn)速為300～700rpm，球料比為10:1～20:1；

步驟五，熱電材料塊體制備，具體是：將步驟四所得熱電材料粉體冷壓成形以及常壓氣氛保護燒結(jié)得到熱電材料塊體；成形壓強為0.8～1.4Gpa，保壓時間為5～20min；燒結(jié)溫度為330～400℃，燒結(jié)時間為2～8h。

2.一種如根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫n型熱電材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、成分配置，稱取Cu、Bi₂S₃、Bi、Te和Se五種原料裝入容器中；

步驟二、氣氛保護熔煉，向步驟一中裝有原料的容器中持續(xù)通保護氣體，加熱熔煉，并進行保溫，得到熔體；熔煉溫度為650℃-950℃；

步驟三、超聲振動快速凝固，將步驟二所得熔體倒入模具中，超聲振動快速凝固制備納米晶n型Cu_xBi₂Te_2.7-yS_ySe_0.3五元熱電材料鑄錠；

步驟四、熱電材料粉體制備，將步驟三所得n型Cu_xBi₂Te_2.7-yS_ySe_0.3五元熱電材料鑄錠機械破碎制的熱電材料粉體；將n型Cu_xBi₂Te_2.7-yS_ySe_0.3五元熱電材料鑄錠采用球磨方式制成粉，球磨時間為3～10h，球磨轉(zhuǎn)速為300～700rpm，球料比為10:1～20:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫n型熱電材料的制備方法，其特征在于，所述步驟二中：保護氣體為高純氬氣，通氣速率為0.1-3L/min；保溫時間為1-4h。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫n型熱電材料的制備方法，其特征在于，所述步驟三中：熔體倒入液氮冷卻的模具中；超聲振動時間為2-10min，超聲波頻率為20-60KHz。