一种二硫化钼复合热电材料的制备方法技术

技术编号:15510652 阅读:192 留言:0更新日期:2017-06-04 04:01
本发明专利技术公开了一种二硫化钼复合热电材料的制备方法,该制备方法在不降低二硫化钼Seebeck系数的情况下,提高二硫化钼的电导,同时能够有效降低热导,最终使得材料的热电性能得到大幅度的提高,该方法直接利用SPS烧结进行原位反应,制备的材料致密度高、成分均匀、性能优异。

Preparation method of molybdenum disulfide composite thermoelectric material

The invention discloses a preparation method of MoS2 Composite thermoelectric material, the preparation method can reduce the MoS2 Seebeck coefficient, improve the conductivity of molybdenum disulfide, and can effectively reduce the thermal conductivity, eventually making the thermoelectric performance greatly improved, the method directly using SPS sintering in situ reaction, preparation the material of high density, uniform composition, excellent performance.

【技术实现步骤摘要】
一种二硫化钼复合热电材料的制备方法
本专利技术涉及热电复合功能材料领域,具体涉及一种二硫化钼复合热电材料的制备方法。
技术介绍
温差电材料(ThermoelectricMaterials)也称为热电材料。温差电材料主要用于制备热电制冷器件和热电发电器件。温度梯度场热电转换原理简称温差电原理(Thermoe1ectric),它的发现可追溯到19世纪,1822年,ThomasSeebeck发现温差电动势效应(温差电材料发电原理,即Seebeck原理);1834年,JeanPeltier发现电流回路中两不同材料导体结界面处的降温效应(温差电材料制冷原理,即Peltier原理)。20世纪50年代发现一些半导体材料是良好的温差电材料。温差电器件的工作效率取决于材料的一个无量纲参数:ZT。TE器件要求ZT越大越好,ZT越大效率越高。通常把ZT>0.5的材料称为温差电材料。二硫化钼是一种层状的二维半导体材料。目前二硫化钼作为热电材料的研究不是很多,而且主要集中在薄膜的研究,如2013年MicheleBuscema等人通过外加电场可以将单层二硫化钼的Seebeck系数调节到-4×102到-1×105μVK-1之间;2014年WuJing等人通过外加栅极电压调节CVD生长的单层二硫化钼的载流子浓度,使其Seebeck值可达到~30mVK-1。尽管如此,他们在文章中也都指出了虽然单层二硫化钼的Seebeck系数很大,但是作为热电材料仍存在一个很大的挑战就是电阻太大。
技术实现思路
本专利技术提供一种二硫化钼复合热电材料的制备方法,该制备方法在不降低二硫化钼Seebeck系数的情况下,提高二硫化钼的电导,同时能够有效降低热导,最终使得材料的热电性能得到大幅度的提高,该方法直接利用SPS烧结进行原位反应,制备的材料致密度高、成分均匀、性能优异。为了实现上述目的,本专利技术提供了一种二硫化钼复合热电材料的制备方法,该方法包括如下步骤:(1)制备掺杂二硫化钼复合热电材料粉体称取一定质量的二硫化钼粉末,放到容器中;将容器放到石英管中;将石英管放到水平管式炉中,氩气气氛下升温至300-400℃,再更换为空气,恒温一定的时间,恒温时间为1-3h,然后更换为氩气自然降温,得到氧掺杂二硫化钼复合热电材料粉体;其中,升温和降温过程中通的都是氩气,氩气流速为100-120sccm,恒温过程中通的是空气,空气流速为130-150sccm;(2)将掺杂二硫化钼复合热电材料粉体装入石墨磨具中压实,连同磨具一起在<10Pa的真空条件下进行烧结,升温速度为25℃/min-50℃/min,烧结温度为600-900℃,压强为75-95MPa,烧结时间为10-20h分钟,原料在烧结的过程中进行原位反应生成目标物质,同时加压又可使其致密化,最终得到致密的块体掺杂二硫化钼复合热电材料。具体实施方式实施例一称取一定质量的二硫化钼粉末,放到容器中;将容器放到石英管中;将石英管放到水平管式炉中,氩气气氛下升温至300℃,再更换为空气,恒温一定的时间,恒温时间为1h,然后更换为氩气自然降温,得到氧掺杂二硫化钼复合热电材料粉体;其中,升温和降温过程中通的都是氩气,氩气流速为100sccm,恒温过程中通的是空气,空气流速为130sccm。将掺杂二硫化钼复合热电材料粉体装入石墨磨具中压实,连同磨具一起在<10Pa的真空条件下进行烧结,升温速度为25℃/min,烧结温度为600℃,压强为75MPa,烧结时间为10分钟,原料在烧结的过程中进行原位反应生成目标物质,同时加压又可使其致密化,最终得到致密的块体掺杂二硫化钼复合热电材料。实施例二称取一定质量的二硫化钼粉末,放到容器中;将容器放到石英管中;将石英管放到水平管式炉中,氩气气氛下升温至400℃,再更换为空气,恒温一定的时间,恒温时间为3h,然后更换为氩气自然降温,得到氧掺杂二硫化钼复合热电材料粉体;其中,升温和降温过程中通的都是氩气,氩气流速为120sccm,恒温过程中通的是空气,空气流速为150sccm。将掺杂二硫化钼复合热电材料粉体装入石墨磨具中压实,连同磨具一起在<10Pa的真空条件下进行烧结,升温速度为50℃/min,烧结温度为900℃,压强为95MPa,烧结时间为20分钟,原料在烧结的过程中进行原位反应生成目标物质,同时加压又可使其致密化,最终得到致密的块体掺杂二硫化钼复合热电材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二硫化钼复合热电材料的制备方法,该方法包括如下步骤:(1)制备掺杂二硫化钼复合热电材料粉体称取一定质量的二硫化钼粉末,放到容器中;将容器放到石英管中;将石英管放到水平管式炉中,氩气气氛下升温至300‑400℃,再更换为空气,恒温一定的时间,恒温时间为1‑3h,然后更换为氩气自然降温,得到氧掺杂二硫化钼复合热电材料粉体;其中,升温和降温过程中通的都是氩气,氩气流速为100‑120sccm,恒温过程中通的是空气,空气流速为130‑150sccm;(2)将掺杂二硫化钼复合热电材料粉体装入石墨磨具中压实,连同磨具一起在<10Pa的真空条件下进行烧结,升温速度为25℃/min‑50℃/min,烧结温度为600‑900℃,压强为75‑95MPa,烧结时间为10‑20h分钟,原料在烧结的过程中进行原位反应生成目标物质,同时加压又可使其致密化,最终得到致密的块体掺杂二硫化钼复合热电材料。

【技术特征摘要】
1.一种二硫化钼复合热电材料的制备方法,该方法包括如下步骤:(1)制备掺杂二硫化钼复合热电材料粉体称取一定质量的二硫化钼粉末,放到容器中;将容器放到石英管中;将石英管放到水平管式炉中,氩气气氛下升温至300-400℃,再更换为空气,恒温一定的时间,恒温时间为1-3h,然后更换为氩气自然降温,得到氧掺杂二硫化钼复合热电材料粉体;其中,升温和降温过程中通的都是氩气,氩气流速为100-120sccm,...

【专利技术属性】
技术研发人员:不公告发明人
申请(专利权)人:苏州思创源博电子科技有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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