[發明專利]一種Ag2 在審
| 申請號： | 202211398538.3 | 申請日： | 2022-11-09 |
| 公開（公告）號： | CN115852471A | 公開（公告）日： | 2023-03-28 |
| 發明（設計）人： | 林思琪;金敏;李榮斌;郭林林 | 申請（專利權）人： | 上海電機學院 |
| 主分類號： | C30B11/00 | 分類號： | C30B11/00;C30B28/02;C30B29/46;H10N10/852 |
| 代理公司： | 上海科盛知識產權代理有限公司 31225 | 代理人： | 蔣亮珠 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 ag base sub | ||
本發明涉及一種Ag2Se基熱電晶體材料及其制備方法，該制備方法包括真空封裝、多晶預熔和晶體生長步驟，具體為：以銀和硒單質為原料，按化學式Ag2Se1+x進行配料，裝入反應器(1)中，抽真空后進行封裝；將反應器(1)放入高溫搖擺爐中，從室溫開始加熱并保溫，達到最高溫度時開啟搖擺，預熔結束后取出反應器(1)自然冷卻；將反應器(1)置于布里奇曼爐中，從室溫開始加熱并保溫，開始執行晶體生長過程，生長結束后爐冷。與現有技術相比，本發明通過優化布里奇曼生長爐的生長溫度、溫度梯度、下降速度等參量，獲得具有明顯晶面取向性的Ag2Se基熱電晶體材料，其中所生長Ag2Se1.02晶體材料的熱電無量綱優值在375K時可達到0.58，是一類良好的近室溫熱電材料。
技術領域
本發明屬于新能源材料技術領域，涉及一種Ag2Se基熱電晶體材料及其制備方法。
背景技術
隨著全球能源危機的加劇和環境污染日益嚴重的現狀，尋找可替換的清潔可再生能源是重要策略。熱電能源轉換材料是一種清潔能源轉換技術，基于材料的塞貝克效應或帕爾帖效應，可以實現熱能與電能的直接相互轉換，具有無排放、無排放、無污染等獨特優點，在溫差發電和熱電致冷等方面應用廣泛。
熱電轉換技術的轉換效率由材料無量綱量熱電優值zT＝S2σT/κ，其中T是絕對溫度，S是塞貝克系數，σ是電導率，PF＝S2σ是功率因子，κ是熱導率。理想熱電材料需要材料兼具高電導率和低熱導率，近年來典型熱電材料的性能提升以及新型熱電材料的開發都取得了快速的進展。然而，熱電材料多為脆性材料，在實際應用的加工及使用過程中容易開裂破碎，使熱電材料的轉換退化甚至失效。Ag2(S,Se,Te)材料具有高電子遷移率及本征低晶格熱導率，是一類比較具有潛力的熱電材料，而且近期被報道這類材料具有良好的塑性力學特性，可被加工成特定形狀的材料，為定制熱電材料場景化應用提供了新的可能性。
Ag2Se熱電材料是其中一種典型的熱電材料，但是現有研究主要都是基于多晶材料的制備和熱電性能研究。這是因為該材料具有明顯的相變，晶體材料在生長緩慢降溫過程中容易出現體積變化，導致石英管破裂，所以單晶材料的生長和性能研究難以實現。
專利CN113353896A公開了一種具有超塑性的Ag2Se納米超細晶熱電材料，該材料的物相結構為單一低溫正交相，晶粒形貌為均勻等軸晶，而且平均晶粒尺寸在0-200nm之間，尺寸波動范圍在50nm以內；具備這種特征的Ag2Se納米超細晶熱電材料可通過研磨-球磨-冷壓或研磨-熱處理-冷壓等制備工藝獲得，但該專利中通過冷壓燒結的Ag2Se納米超細晶熱電材料為多晶材料，沒有明顯的晶面取向。
專利CN107792838A公開了一種超快速制備Ag2X(X＝Se,Te)塊體熱電材料的方法，它以銀粉和硒或碲粉為原料，首先將原料進行簡單拌勻，將所得混合原料裝入石墨模具中，置于等離子體活化燒結設備中在等離子體活化燒結工藝的等離子體活化階段制備得到致密的Ag2X塊體熱電材料，但該專利中通過等離子活化燒結的Ag2X塊體熱電材料同樣為多晶材料，沒有明顯的晶面取向。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種Ag2Se基熱電晶體材料及其制備方法，本發明通過使用布里奇曼法生長具有明顯晶面優先取向的Ag2Se晶體材料，其中所生長Ag2Se1.02晶體材料的熱電無量綱優值在375K時可達到0.58，是一類良好的近室溫熱電材料。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
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