[發明專利]一種高熱電性能p型碲化鉍基熱電材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210604944.4
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114890792B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 蘇紫珊;蔡新志;童培云;朱劉
• 申請（專利權）人: 先導薄膜材料（廣東）有限公司
• 主分類號: H10N10/01
• 分類號: H10N10/01;C04B35/515;C04B35/626;C04B35/622;H10N10/852
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 許羽冬

1.一種高熱電性能p型碲化鉍基熱電材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)以名義組分為Bi_xSb_2-xTe₃+y?wt.％Te的晶棒為原料，打磨表面，清洗干燥，得潔凈晶棒；所述x＝0.3～0.7，y＝3～5；

(2)取所得潔凈晶棒，破碎，投入熔煉坩堝底部，進行磁懸浮熔煉至破碎晶棒完全熔化；

(3)精煉，快速澆鑄，冷卻，得p型碲化鉍基合金；

所述快速澆鑄時，在3s～5s內澆鑄到水冷銅底盤上；所述水冷銅底盤下的溫度為6℃～10℃，水壓為0.28Mpa～0.32Mpa；

(4)取所得p型碲化鉍基合金，粉碎，篩分，得p型碲化鉍基合金粉體；

(5)取所得p型碲化鉍基合金粉體，置于模具中燒結，即成。

2.根據權利要求1所述的高熱電性能p型碲化鉍基熱電材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟(1)中，所述晶棒為區熔棒、熱壓棒、熔煉棒中的任意一種；在所述步驟(2)中，所述熔煉坩堝為冷坩堝。

3.根據權利要求1所述的高熱電性能p型碲化鉍基熱電材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟(2)中，所述磁懸浮熔煉的步驟為：熔煉爐腔體內先抽真空洗爐，充入惰性氣體，再抽真空，提高熔煉功率，熔煉。

4.根據權利要求3所述的高熱電性能p型碲化鉍基熱電材料的制備方法，其特征在于，所述先抽真空的真空度為0.01Pa～0.03Pa；再抽真空的真空度為0.06Pa～0.12Pa；所述熔煉功率的升功率速度為30kW/min～50kW/min；所述熔煉的溫度為650℃～800℃。

5.根據權利要求1所述的高熱電性能p型碲化鉍基熱電材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟(3)中，所述精煉時間為3min～5min；所述澆鑄的厚度為5mm～20mm，直徑為300mm～500mm；所述冷卻時間為0.5h～1h。

6.根據權利要求1所述的高熱電性能p型碲化鉍基熱電材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟(4)中，所述粉碎采用球磨、震動磨、機械磨中的任意一種方式；所述篩分時采用過100目～325目的篩網。

7.根據權利要求1所述的高熱電性能p型碲化鉍基熱電材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟(5)中，所述燒結的步驟為：先進行冷壓成型，然后泄壓，再進行升溫升壓燒結。

8.根據權利要求7所述的高熱電性能p型碲化鉍基熱電材料的制備方法，其特征在于，所述冷壓時壓力為10MPa～15MPa，穩壓時間為10min～20min；所述泄壓至壓力為4.5MPa～5.5MPa；所述燒結時的溫度為480℃～550℃，壓力為35MPa～45MPa，時間為2h～3h。

9.權利要求1～8任一項權利要所述的高熱電性能p型碲化鉍基熱電材料的制備方法所制得的p型碲化鉍基熱電材料。

10.權利要求9所述的p型碲化鉍基熱電材料在電子制冷片中的應用。