一种石墨烯/Cu2AX3型热电复合材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种石墨烯/Cu2AX3型热电复合材料及制备方法，所述材料的化学通式为石墨烯/Cu2AX3，其中复合相为石墨烯，石墨烯的含量为0.5-5%，基体为类金刚石结构的Cu2AX3热电材料，A为Sn或Ge，X为Se或Te。本发明专利技术的制备方法包括原料配制、机械合金化和放电等离子烧结等步骤，发明专利技术制备工艺简单，重复性好，可大批量生产，产业化前景良好，制备的p型石墨烯/Cu2AX3型热电复合材料具有优良的热电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热电材料及制备领域，特别涉及石墨烯/Cu2AX3型热电复合材料及制备方法。 
技术介绍
热电材料是一种直接将热能和电能相互转化的功能材料，它利用本身的Seebeck效应将热能直接转化为电能，它具有无噪声、体积小、可靠性高及无传动部件等优点，除应用在航天领域、空间电源外，在废热余热发电，汽车尾气，地热等领域也具有很大的潜力，在能源日益紧张的现代社会中，热电材料的开发越来越受到足够的重视。热电材料的转换效率极大的依赖于材料的热电优值ZT，其中ZT=S2T/ρκ，S为赛贝克系数，ρ为电阻率，κ为热导率，T为绝对温度。目前，热电优值较高且应用较广泛的热电材料主要有碲化铋、碲化铅、填充型方钴矿及笼型化合物等材料，然而这些材料大多含有重金属或者成本较高，大规模生产难度较大。 铜基Cu2AX3化合物（A为Sn或Ge，X为Se或Te）具有类金刚石结构，且由于自身晶格扭曲使得大量的声子被散射，大大降低了晶格热导率。同时，X元素 (Se、Te) 的np能级与Cu最外层d电子的能级相互作用较强，空穴离化程度高，有利于电荷迁移率的改善，从而提高材料的电导率；因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯/Cu2AX3型热电复合材料，其特征在于其结构特征为：1）化学通式为石墨烯/Cu2AX3，其中复合相为石墨烯，重量百分比为0.5‑5%，基体为Cu2AX3类金刚石结构热电材料；2）基体Cu2AX3结构中A为Sn或Ge，X为Se或Te。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/Cu2AX3型热电复合材料，其特征在于其结构特征为：
1）化学通式为石墨烯/Cu2AX3，其中复合相为石墨烯，重量百分比为0.5-5%，基体为Cu2AX3类金刚石结构热电材料；
2）基体Cu2AX3结构中A为Sn或Ge，X为Se或Te。
2.按照权利要求1所述的石墨烯/Cu2AX3型热电复合材料，其特征是采用机械合金化和放电等离子烧结方法制成，具体采用以下步骤：
1）称取铜、A、X单质和富勒烯（C60）混合后，在氩气保护下采用行星球磨机进行机械合金化；其中Cu、A和X的摩尔比为2：1：3，富勒烯重量百分比为0.5-5%；
2）将球磨后所得粉体装入石墨模具中，在真空条件下进行放电等离子烧结，即可得到石墨烯/Cu2AX3型热电复合材料。
3.按照权利要求2所述的石墨烯/Cu2AX3型热电复合材料，其特征在于：所述石墨烯的重量百分比为1-3%。
4.按照权利要求2或3所述的石墨烯/Cu2AX3型热电复合材料，其特征在于：所称量的粉体原料在玛瑙研钵中用酒精研磨30-50分钟至400-450目，晾干后取出用于行星球磨。
5.按照权利要求2或3所述的石墨烯/Cu2AX3型热电复合材料，其特征在于：行星球磨工艺参数为：球料比为15：1，转速为400 转/分，球磨时间为48小时，其中星形球磨每正向球磨1小时，停止间隔15分钟，后反向球磨1小时，停止间隔15分钟，循环往复，总共球磨时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德刚，左敏，王振卿，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37