[發(fā)明專利]一種n型碲化鉍基熱電材料及其制備方法與應(yīng)用在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202111081729.2 | 申請(qǐng)日： | 2021-09-15 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113800480A | 公開（公告）日： | 2021-12-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 蘇紫珊;蔡新志;朱劉;童培云 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 先導(dǎo)薄膜材料（廣東）有限公司 |
| 主分類號(hào)： | C01B19/00 | 分類號(hào)： | C01B19/00 |
| 代理公司： | 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202 | 代理人： | 顏希文;郝傳鑫 |
| 地址： | 511517 廣東省清*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 型碲化鉍基 熱電 材料 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種n型碲化鉍基熱電材料及其制備方法與應(yīng)用。所述制備方法包括如下步驟：(1)將原料Bi、Te和Se按Bi2Te3?xSex，0.15≤x≤0.5配料加入玻璃管中抽真空密封；(2)將玻璃管放入搖擺爐中進(jìn)行熔煉，然后將玻璃管取出豎直放置，得到碲化鉍基合金錠；(3)將碲化鉍基合金錠放入氣霧化設(shè)備中，將霧化室抽真空通入霧化氣體洗爐；(4)然后升溫熔煉，待碲化鉍基合金錠完全熔化保溫精煉，然后升溫至霧化溫度，將噴嘴加熱，啟動(dòng)霧化氣體，達(dá)到氣霧化壓力后進(jìn)行霧化；(5)冷卻后得到所述n型碲化鉍基熱電材料。采用本發(fā)明所述制備方法制備的n型碲化鉍基熱電材料球型度好、氧含量低，且無需經(jīng)過篩分，制備得到的材料的粒徑分布D50為18～45μm適合作為3D打印的材料。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于金屬粉末制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種n型碲化鉍基熱電材料及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)
熱電材料是一種能夠?qū)崿F(xiàn)電能和熱能之間相互轉(zhuǎn)換的功能材料，碲化鉍基合金是目前商業(yè)化應(yīng)用，并且在室溫附近性能最好的熱電材料。具有無污染、無損耗、可靠性高等優(yōu)異特點(diǎn)，有望能夠大幅提高能源利用率、緩解環(huán)境污染。傳統(tǒng)的熱電材料器件一般是通過減材制造工藝來制備的，主要是切割插嵌法，但這種方法受限于熱電材料的力學(xué)性能，碲化鉍基合金材料的本征層狀結(jié)構(gòu)特征使其非常容易沿c軸晶面發(fā)生解理，導(dǎo)致材料的加工強(qiáng)度非常弱，加工的成材率非常低，加工難度大，使得熱電比無法達(dá)到高的精度，所以在熱電器件微型化方面存在很多問題。
近年來，3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，引起了國(guó)內(nèi)外研究者的重視。3D打印是一種通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的快速成型技術(shù)，具有能耗小、成本低、成型精度高的特點(diǎn)，通過3D打印可實(shí)現(xiàn)p型和n型材料的同時(shí)打印來制造微型熱電器件，避免了原材料在加工過程中造成的損耗。3D打印用的金屬粉末如果為球形粉末，且球形度越高，打印時(shí)鋪粉及送粉就更容易進(jìn)行，行業(yè)內(nèi)主要通過球磨來制備n型粉體。
CN201810225213.2公開了一種利用球磨工藝將單質(zhì)粉末合成n型碲化鉍基合金粉體的方法，制備得到可用于3D打印的粉體，但是該工藝需要先將單質(zhì)原料粉體進(jìn)行球磨4h，過程耗時(shí)長(zhǎng)。專利CN201711078789.2一種3D打印成型碲化鉍基熱電材料的方法，在[0007]段提到所述N型Bi2Te2.85Se0.15熱電材料粉末純度99.99％，粒徑20～50μm。CN201610125086.X一種用于3D打印的熱電材料粉體懸浮液及其制備方法，在[0010]段提到，所述熱電材料粉體的粒度在45μm以下，其中1μm以上的顆粒比例不能少于90％，10μm以上的顆粒比例不能少于50％。但上述報(bào)道均需過篩后得到目標(biāo)顆粒產(chǎn)物。
目前關(guān)于粒徑D50在18～45um的n型碲化鉍球形3D打印熱電材料用粉體制備尚無報(bào)道。鑒于此，為了解決3D打印熱電材料對(duì)球形n型碲化鉍基粉體的需求，對(duì)目前制備周期長(zhǎng)，球形度不好，無法規(guī)模化生產(chǎn)的粉末制備方法，提出一種可以批量制備出粒徑均勻、氧含量低、球形度好的可用于3D打印的粉體。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種n型碲化鉍基熱電材料及其制備方法與應(yīng)用。采用本發(fā)明所述制備方法制備的n型碲化鉍基熱電材料球型度好、氧含量低，且無需經(jīng)過篩分，制備得到的材料的粒徑分布D50為18～45微米，適用于3D打印用金屬粉末。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種n型碲化鉍基熱電材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)將原料Bi、原料Te和原料Se按Bi2Te3-xSex，0.15≤x≤0.5配料加入玻璃管中抽真空密封；
(2)將抽真空密封的玻璃管放入搖擺爐中進(jìn)行熔煉，熔煉結(jié)束后，將玻璃管取出豎直放置冷卻，得到碲化鉍基合金錠；
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