一种低热导率硫化铋多晶热电材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种低热导率硫化铋多晶热电材料及其制备方法，制备方法包括：提供硝酸铋和硫脲作为原料，将硝酸铋和硫脲以设定摩尔比混合均匀；将混合均匀的硝酸铋和硫脲进行水热反应；将所述前驱粉体置于射频感应炉内进行射频感应热压烧结。采用温和的水热法，通过合理的实验条件实现了硫化铋晶体的微观结构调控，在热压块体引入大量纳米级别的微孔结构，可有效散射中长波声子，在不影响电学性能的前提下材料的降低热导率，进而提高材料的热电性能；并且使用射频感应热压烧结快速升温加热，阻止晶粒长大，最终得到了低热导率的多晶硫化铋材料。本发明专利技术利用前驱粉体的多级结构直接在烧结过程中引入微孔结构，制备工艺简单易行且具有较好的可控性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学化工、能源材料
，特别设计，涉及到水热法合成多级结构的硫化铋粉体和射频感应热压烧结工-H-O
技术介绍
热电材料是能够实现电能和热能的直接转换的功能材料。在当前化石能源短缺、环境污染凸显的背景下，热电材料因其在工业余废热的回收利用的应用前景受到人们的日益关注。但是转换效率低一直制约着热电材料的应用，开发高性能热电材料受到工业界的高度重视。热电材料性能的好坏用无量纲热电优值ZT衡量。ZT = S2 ο T/ K，其中S为赛贝克系数，σ为电导率，T为绝对温度，K为热导率，S2 σ为功率因子。可见好的热电材料需要高的赛贝克系数和电导率，低的热导率。纳米热电材料具有较好的热电性能，成为近年来的研宄热点，因为精细的微结构控制能够显著降低热导率，从而提高热电性能。在块体热电材料基体中引入纳米孔，可有效散射声子，大大降低晶格热导率。伦斯勒理工学院的Yanliang Zhang等人在Bi2Te3S体中引入纳米孔，分析表明纳米孔降低热导率和纳米晶界一样有效。Wen-Yu Zhao 等人通过复杂的熔融淬火和两步放电等离子体烧结(SPS)的工艺制备了多孔结构的P型锌锑基热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低热导率硫化铋多晶热电材料，其特征在于，所述低热导率硫化铋多晶热电材料内具有微孔结构，所述微孔结构的尺寸为50～300nm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小源，赵玲，陈海燕，杨康，赵艳，王继伟，赵世杰，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31