[發明專利]一種碲化鉍熱電材料與電極的釬焊連接方法

在審

• 申請號: 202211437099.2
• 申請日: 2022-11-18
• 公開（公告）號: CN115673452A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 常青;卜靜冬;劉碩;孫湛;張麗霞;耿慧遠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23K1/00
• 分類號: B23K1/00
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

1.一種碲化鉍熱電材料與電極的釬焊連接方法，其特征在于：碲化鉍熱電材料與電極的釬焊連接方法按以下步驟進行：

一、對碲化鉍熱電材料進行切割，然后將碲化鉍熱電材料的待焊面依次進行打磨、拋光和超聲清洗，最后在碲化鉍熱電材料的待焊面電鍍Ni鍍層；Ni鍍層的厚度為1～5μm；

步驟一中在碲化鉍熱電材料的待焊面電鍍Ni鍍層的工藝為：電鍍溫度為45～60℃，電流密度為1～15A/dm²，電鍍時間為1～10min；

步驟一中在碲化鉍熱電材料的待焊面電鍍Ni鍍層采用的電鍍液中含有200～400g/L的硫酸鎳、20～40g/L的氯化鎳、30～40g/L的硼酸和0.05～0.1g/L的十二烷基硫酸鈉；

二、在Ni鍍層上電鍍NiMo合金鍍層，得到厚度為3～20μm的Ni/NiMo復合阻隔層；然后對Ni/NiMo復合阻隔層進行拋光和超聲清洗，得到待焊碲化鉍熱電材料；將電極的待焊面進行打磨和超聲清洗，得到待焊電極；

步驟二中在Ni鍍層上電鍍NiMo合金鍍層的工藝為：電鍍溫度為30～50℃，電流密度為4～16A/dm²，電鍍時間為5～40min；

步驟二中在Ni鍍層上電鍍NiMo合金鍍層采用的電鍍液含有25～55g/L的堿式碳酸鈉、5～15g/L的鉬酸鈉、30～70g/L的檸檬酸鈉、10～30g/L的氯化鈉、1.0～3.0g/L的糖精和20～25mL/L的濃氨水；

步驟二中所述電極材質為Cu基合金、Fe基合金、Ni基合金或Co基合金；

三、將釬料片置于碲化鉍熱電材料的待焊面和電極的待焊面之間進行裝配，進行釬焊，然后隨爐冷卻，完成碲化鉍熱電材料與電極的釬焊連接；

步驟三中釬焊連接工藝為：大氣環境下升溫至160～200℃，并在160～200℃下保溫1～10min，然后以1～10℃/min的降溫速率降至室溫，完成碲化鉍熱電材料與電極的釬焊連接；

步驟三中所述釬料片為SnIn釬料、SnBi釬料或SnBiAg釬料。

2.根據權利要求1所述的碲化鉍熱電材料與電極的釬焊連接方法，其特征在于：步驟一中將碲化鉍熱電材料使用金剛石切割機進行切割，切割后的碲化鉍熱電材料的尺寸為4mm×4mm×4mm。

3.根據權利要求1所述的碲化鉍熱電材料與電極的釬焊連接方法，其特征在于：步驟一中對碲化鉍熱電材料的待焊面依次使用1000#、1500#、2000#、3000#和5000#的金相砂紙進行打磨，然后使用粒徑為1.0μm的拋光劑進行拋光，再置于丙酮中超聲清洗10～20min。

4.根據權利要求1所述的碲化鉍熱電材料與電極的釬焊連接方法，其特征在于：步驟二中將Ni/NiMo復合阻隔層拋光時采用粒徑為1.5μm的拋光膏進行拋光，然后置于丙酮中超聲清洗10～20min。

5.根據權利要求1所述的碲化鉍熱電材料與電極的釬焊連接方法，其特征在于：步驟二中將電極的待焊面使用2000#金相砂紙打磨，再置于丙酮中超聲清洗10～20min。

6.根據權利要求1所述的碲化鉍熱電材料與電極的釬焊連接方法，其特征在于：步驟三中所述釬料的厚度為0.09～0.11mm。

7.根據權利要求1所述的碲化鉍熱電材料與電極的釬焊連接方法，其特征在于：步驟三中升溫速率為5～10℃/min。

8.根據權利要求1所述的碲化鉍熱電材料與電極的釬焊連接方法，其特征在于：步驟一中在碲化鉍熱電材料的待焊面電鍍Ni鍍層的工藝為：電鍍溫度為50℃，電流密度為15A/dm²，電鍍時間為1min。

9.根據權利要求1所述的碲化鉍熱電材料與電極的釬焊連接方法，其特征在于：步驟一中在碲化鉍熱電材料的待焊面電鍍Ni鍍層采用的電鍍液中含有400g/L的硫酸鎳、40g/L的氯化鎳、40g/L的硼酸、0.1g/L的十二烷基硫酸鈉。

10.根據權利要求1所述的碲化鉍熱電材料與電極的釬焊連接方法，其特征在于：步驟三中釬焊連接工藝為：在大氣環境下升溫至190℃，升溫速率為8℃/min，并在190℃下保溫3min，然后以5℃/min的降溫速率降至室溫。