[發明專利]一種具有高熱電性能的碲化鍺基熱電材料

有效

• 申請號: 202011571926.8
• 申請日: 2020-12-27
• 公開（公告）號: CN112661122B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 裴艷中;李文;卜中林
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C01B19/00
• 分類號: C01B19/00;H01L35/16
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

1.一種具有高熱電性能的新型碲化鍺基熱電材料，其特征在于，其化學式為(Ge_1-xCu_2xTe)_1-y(PbSe)_y，其中，x＝0.02，0≤y≤0.25。

2.根據權利要求1所述的一種具有高熱電性能的新型碲化鍺基熱電材料，其特征在于，x＝0.02，y＝0.1～0.2。

3.根據權利要求1所述的一種具有高熱電性能的新型碲化鍺基熱電材料，其特征在于，x＝0.02，y＝0.12。

4.如權利要求1-3任一所述的一種具有高熱電性能的新型碲化鍺基熱電材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)真空封裝：

按化學計量比稱取單質原料Ge、Cu、Pb、Se和Te，裝入石英管中并真空封裝；

(2)熔融淬火：

對裝有單質原料的石英管加熱升溫，使得原料在熔融狀態下反應，隨后水淬后得到熔融鑄錠；

(3)退火淬火：

將所得熔融鑄錠再加熱升溫，在熔點以下溫度保溫退火，隨后水淬后得到退火鑄錠；

(4)熱壓制樣：

將所得退火鑄錠研磨成粉末，熱壓制樣，得到圓片材料，即為所述具有高熱電性能的新型碲化鍺基熱電材料。

5.根據權利要求4所述的一種具有高熱電性能的新型碲化鍺基熱電材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，加熱升溫的工藝條件為：以每小時150～200℃的速率將石英管從室溫升溫至900～1000℃并保溫6-8小時，使原料在熔融狀態下得到充分的反應。

6.根據權利要求5所述的一種具有高熱電性能的新型碲化鍺基熱電材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，加熱升溫的工藝條件為：以每小時200℃從室溫升溫至950℃并保溫8小時。

7.根據權利要求4所述的一種具有高熱電性能的新型碲化鍺基熱電材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，退火的工藝條件為：以每小時150～200℃的速率將石英管從室溫升溫至550～650℃并保溫2～4天。

8.根據權利要求7所述的一種具有高熱電性能的新型碲化鍺基熱電材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，退火的工藝條件為：以每小時200℃從室溫升溫至600℃，并保溫2天，進行退火。

9.根據權利要求4所述的一種具有高熱電性能的新型碲化鍺基熱電材料的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，熱壓制樣的工藝條件為：在壓力為60～70MPa，以每分鐘100～150℃的速率升溫至525～575℃保溫30～50min。

10.根據權利要求9所述的一種具有高熱電性能的新型碲化鍺基熱電材料的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，壓力為65MPa，升溫速率為150℃/min，且在550℃保溫40分鐘。