[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度高塑性碲化銀及其制備方法

有效

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• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114408876B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段波;王洪濤;姜爾卓;嚴(yán)明浩;鄭澤東;肖晨陽;馮驍斌;周令;李國棟;翟鵬程
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: C01B19/04
• 分類號: C01B19/04;H10N10/852;H10N10/01
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張秋燕

本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度高塑性碲化銀的制備方法，將室溫相碲化銀材料在200?600℃下進(jìn)行熱變形處理，得到高強(qiáng)度高塑性碲化銀；其中，熱變形處理時(shí)，壓縮變形量在20?60％范圍內(nèi)。該方法所制備的碲化銀塊體在室溫下保留了部分高溫相，晶粒變得細(xì)長且沿特定方向分布，形成了明顯織構(gòu)，力學(xué)強(qiáng)度和塑性顯著提高且性能穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱電材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高力學(xué)性能的碲化銀及其制備方法。

背景技術(shù)

碲化銀是一種常見的新能源半導(dǎo)體材料，在光電、熱電等領(lǐng)域有著廣泛的研究和應(yīng)用。熱電器件的服役過程中，通常要考慮循環(huán)熱載荷以及溫差和熱膨脹系數(shù)不匹配、沖擊荷載、彎曲變形等產(chǎn)生應(yīng)力造成熱電材料破壞失效的問題。尤其是柔性熱電器件，在使用中需要頻繁的彎折。因此，熱電材料的應(yīng)用需要良好的力學(xué)性能以保證熱電器件在生產(chǎn)和服役過程中不會輕易破壞失效，提高熱電器件的壽命，降低熱電器件的生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)的碲化銀制備方法通常是熔融合成法，這種方法制備的碲化銀塊體變形能力較差，在柔性電子器件中的應(yīng)用受到了限制。因此，提高碲化銀塑性和力學(xué)強(qiáng)度一直是研究的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種高強(qiáng)度高塑性碲化銀及其制備方法。該方法所制備的碲化銀塊體在室溫下保留了部分高溫相，晶粒變得細(xì)長且沿特定方向分布，形成了明顯織構(gòu)，力學(xué)強(qiáng)度和塑性顯著提高且性能穩(wěn)定。

本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為：

一種高強(qiáng)度高塑性碲化銀的制備方法，其是將室溫相碲化銀材料在200-600℃下進(jìn)行熱變形處理，從而得到高強(qiáng)度高塑性碲化銀塊體；其中，熱變形處理時(shí)，壓縮變形量在20-60％范圍內(nèi)。

按上述方案，所述熱變形處理采用放電等離子燒結(jié)爐、熱壓燒結(jié)爐等可加溫加壓設(shè)備，溫度為200-600℃，壓力為15-40MPa，時(shí)間為2-5分鐘，壓縮變形量為20-60％。

按上述方案，所述高強(qiáng)度高塑性碲化銀塊體致密度在97％以上，晶粒發(fā)生明顯的形變，晶粒變得細(xì)長且沿特定方向分布，形成明顯織構(gòu)，且有10％-60％的高溫相碲化銀保留到室溫，使材料碲化銀力學(xué)強(qiáng)度和塑性明顯增強(qiáng)，壓縮強(qiáng)度從120MPa提高到150-180MPa，壓縮應(yīng)變從8％提高到12％-15％，彎曲強(qiáng)度從80MPa提高到120-160MPa。

上述高強(qiáng)度高塑性碲化銀的制備方法，具體包括以下步驟：

1)以高純的單質(zhì)銀和碲粉末為原料，按Ag和Te的化學(xué)計(jì)量比2:1稱取適量原料，在反應(yīng)溫度200-600℃，壓強(qiáng)2-4GPa，保溫時(shí)間5-20分鐘條件下合成碲化銀塊體；

2)將步驟1)得到的碲化銀塊體在200-600℃下進(jìn)行熱變形處理，壓縮變形量在20-60％范圍內(nèi)，得到高強(qiáng)度高塑性碲化銀塊體。

按上述方案，步驟1)中，稱取適量原料后，將原料混合均勻并用壓片機(jī)壓制成塊，壓力20-100MPa，時(shí)間3-10min。

按上述方案，步驟1)所得碲化銀塊體為室溫相。

按上述方案，步驟2)中，所述熱變形處理采用放電等離子燒結(jié)爐、熱壓燒結(jié)爐等可加溫加壓設(shè)備，溫度為200-600℃，壓力為15-40MPa，時(shí)間為2-5分鐘，壓縮變形量為20-60％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括：本發(fā)明通過對高壓合成的碲化銀塊體材料進(jìn)行熱變形處理，晶粒發(fā)生明顯的形變且形成織構(gòu)，在室溫下保留了大量的高溫相，大幅提高了材料的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度，優(yōu)化了碲化銀的力學(xué)性能，并保持了大的變形能力，力學(xué)強(qiáng)度和塑性明顯增強(qiáng)，后續(xù)在器件服役過程中更加穩(wěn)定可靠，具有較大的推廣價(jià)值。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1步驟2)所得高壓合成的碲化銀塊體、步驟3)所得高強(qiáng)度高塑性碲化銀塊體以及實(shí)施例2步驟3)所得高強(qiáng)度高塑性碲化銀塊體的X射線衍射圖譜；