P-型Ga-Cd-S-Te四元化合物中温热电合金及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及新材料领域的一种P-型Ga-Cd-S-Te四元化合物中温热电合金及其制备工艺。该中温热电合金的设计要点是通过摩尔分数为0.01的Cd和S分别替代摩尔分数为0.02的Ga和Te，构成四元热电合金，化学式为Ga1.9Cd0.05S0.05Te2.9。制备工艺：根据化学式称量相应量的Ga、Cd、S和Te四种元素，在1050~1150℃下真空熔炼24小时。熔炼后的铸锭粉碎球磨。球磨后的粉末经放电等离子火花烧结成形，烧结温度为400℃，烧结压力50Mpa，保温时间10分钟。烧结后的块体材料在真空石英管内退火200～280小时，退火温度350～450℃。该中温热电合金的综合热电性能在T=700K时取得最大值ZT=0.60，材料无污染，无噪音，可应用于中温发电元器件制作，具有运行可靠，寿命长，制备工艺简单的优点。

【技术实现步骤摘要】
P-型Ga-Cd-S-Te四元化合物中温热电合金及其制备工艺
本专利技术涉及新材料领域，适用于热能与电能直接转换的中温发电的关键元器件用材，是一种P-型Ga-Cd-S-Te四元化合物中温热电合金及其制备工艺。
技术介绍
热电半导体材料是一种通过载流子，包括电子或空穴的运动实现电能和热能直接相互转换的新型半导体功能材料。由热电材料制作的发电和制冷装置具有体积小、无污染、无噪音、无磨损、可靠性好、寿命长等优点。在民用领域中，潜在的应用范围：家用冰箱、冷柜、超导电子器件冷却及余热发电、废热利用供电以及边远地区小型供电装置等。热电材料的综合性能由无量纲热电优值ZT描述，ZT＝Tσα2/κ，其中α是Seebeck系数、σ是电导率、k是热导率、T是绝对温度。因此，热电材料的性能与温度有密切的关系。迄今为止，所发现的均质热电材料，其最高热电优值(ZT)只在某一个温度值下才取得最大值。目前，已被小范围应用的中温用热电发电材料主要是50年代开发的Pb-Te基、金属硅化物等系列合金。这两者的最大热电优值在1.5左右，但Pb对环境污染较大，对人体也有伤害。另一缺点是这些材料的最佳使用温度一般在500℃以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种P‑型Ga‑Cd‑S‑Te四元化合物中温热电合金，其特征在于将摩尔分数为0.01的Cd替换摩尔分数为0.02的Ga，将摩尔分数为0.01的S替换摩尔分数为0.02的Te，构成四元热电合金，该四元热电合金的化学式为Ga1.9Cd0.05S0.05Te2.9。

【技术特征摘要】
1.一种P-型Ga-Cd-S-Te四元化合物中温热电合金，其特征在于将摩尔数为0.05的Cd替换摩尔数为0.1的Ga，将摩尔数为0.05的S替换摩尔数为0.1的Te，构成四元热电合金，该四元热电合金的化学式为Ga1.9Cd0.05S0.05Te2.9。2.一种P-型Ga-Cd-S-Te四元化合物中温热电合金的制备工艺，其制备工艺是根据化学式Ga1.9Cd0.05S0.05Te2.9将四种元素放置在石英管内真空熔炼合成，熔炼合成温度为1050～1150℃，合成时间20～28小时，然后将真空石英管内的四元化合物随炉冷却至700～900℃后立即在水中淬火，...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔教林，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33