[發(fā)明專利]一種利用表面毛化的阻隔層連接方鈷礦熱電材料和電極的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310057795.9
• 申請日: 2023-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN115955901A
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫湛;郭俊;張麗霞;常青;馬佳瑋;張博;龍偉民;鐘素娟
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué);鄭州機(jī)械研究所有限公司
• 主分類號(hào): H10N10/01
• 分類號(hào): H10N10/01;H10N10/817;H10N10/17
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

1.一種利用表面毛化的阻隔層連接方鈷礦熱電材料和電極的方法，其特征在于該連接方法按以下步驟進(jìn)行：

步驟一：將方鈷礦熱電材料和電極的待焊面進(jìn)行清洗；將阻隔層的表面進(jìn)行毛化處理，毛化處理的具體步驟如下：利用激光在阻隔層待焊面的表面刻蝕若干條平行的溝槽，且相鄰兩個(gè)溝槽的間距為100～200μm，溝槽橫截面的形狀為弧形、三角形和四邊形中一種或幾種的組合；

所述的方鈷礦熱電材料的分子式為R_rT_tX_x，R為堿金屬、堿土金屬、稀土金屬和第三主族元素中的一種或多種；T為Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ru、Os、Rh、Ir、Pt和Au元素中的一種或多種；X為P、As、Sb、Bi、Se、Te、Si、Ge、Sn、Ga和In元素中的一種或多種；0＜r≤1，t＝4，11.8≤x≤12.4；

步驟二：將方鈷礦熱電材料與經(jīng)毛化處理后的阻隔層進(jìn)行一體化熱壓燒結(jié)，且阻隔層經(jīng)毛化處理的一面朝向方鈷礦熱電材料；

步驟三：將釬料置于方鈷礦熱電材料與電極的待焊面之間，得到待焊工件A，對待焊工件A進(jìn)行釬焊，或?qū)⒎解挼V熱電材料與電極的待焊面直接接觸，得到待焊工件B，對待焊工件B進(jìn)行擴(kuò)散焊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用表面毛化的阻隔層連接方鈷礦熱電材料和電極的方法，其特征在于步驟一中的電極為金屬電極或合金電極；所述的金屬電極為Cu、Ni、Fe、Co或Cr，所述的合金電極為Cu基合金、Ni基合金、Fe基合金、Co基合金或Cr基合金；所述的Cu基合金為CuW或CuMo，所述的Ni基合金為NiW、NiMo或NiCr，所述的Fe基合金為FeW、FeMo、FeCr或FeCoNi，所述的Co基合金為CoW、CoMo、CoCr、CoNi或CoFe，所述的Cr基合金為CrW、CrMo、CrCoNi或CrFeNi。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用表面毛化的阻隔層連接方鈷礦熱電材料和電極的方法，其特征在于步驟一中清洗的步驟如下：先利用無水乙醇進(jìn)行沖洗，然后置于丙酮溶液中超聲清洗5～30min，最后風(fēng)干。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用表面毛化的阻隔層連接方鈷礦熱電材料和電極的方法，其特征在于步驟一中的阻隔層為CoMo合金、CoW合金、FeMo合金或FeW合金，厚度為0.02～1mm；阻隔層中Mo或W元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為5～50％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用表面毛化的阻隔層連接方鈷礦熱電材料和電極的方法，其特征在于步驟二中一體化熱壓燒結(jié)的具體步驟如下：將方鈷礦熱電材料與經(jīng)毛化處理后的阻隔層置于熱壓爐內(nèi)，在Ar氣氣氛下，將方鈷礦熱電材料與經(jīng)毛化處理后的阻隔層在施加壓力為50～70MPa的條件下加熱至700～750℃，并在700～750℃下保溫5～15min，保溫結(jié)束后冷卻至室溫。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種利用表面毛化的阻隔層連接方鈷礦熱電材料和電極的方法，其特征在于在熱壓爐充入Ar氣前，爐腔內(nèi)的真空壓力小于1KPa，充入Ar氣后，Ar氣壓力為0.5～1atm；加熱速率為80～150℃/min，冷卻速率為5～50℃/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用表面毛化的阻隔層連接方鈷礦熱電材料和電極的方法，其特征在于步驟三中釬焊的具體步驟如下：將待焊工件A置于真空加熱爐內(nèi)，在施加壓力為0.003～0.1MPa的條件下加熱至550～650℃，并在550～650℃下保溫1～40min，保溫結(jié)束后先降溫到50～200℃，再隨爐冷卻至室溫；所述的釬料是液相線為550～650℃的Ag基釬料或Al基釬料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種利用表面毛化的阻隔層連接方鈷礦熱電材料和電極的方法，其特征在于真空加熱爐內(nèi)的的真空壓力小于2×10^-3Pa；加熱速率為5～30℃/min，降溫速率為2～5℃/min。