一种高性能GeSbTe基热电材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能GeSbTe基热电材料的制备方法，包括以下步骤：1)以Ge、Sb和Te单质为原料，按化学计量比称量各原料，进行熔融处理，随炉冷却至室温得锭体产物；2)将所得锭体产物进行感应熔炼、熔融旋甩，制得薄带产物；3)将步骤2)所得薄带产物进行研磨，然后进行放电等离子烧结，即得所述GeSbTe基热电材料。本发明专利技术通过对GeTe进行Sb掺杂，有效降低并GeTe基热电材料的载流子浓度，并将熔融烧结方法与熔融旋甩技术相结合，在保证GeSbTe基体系结构和成分信息的基础上，进一步通过熔体旋甩工艺进行微结构调控，从而制备结构精细、成分稳定、热电性能优异的GeSbTe基热电材料。

Preparation of a high performance GeSbTe based thermoelectric material

The invention discloses a preparation method of a high performance GeSbTe based thermoelectric materials, which comprises the following steps: 1) with Ge, Sb and Te powders as raw materials, according to the stoichiometric ratio of each weighing raw material, melting process, with the furnace cooling to room temperature to the spindle body product; 2) the spindle body product into induction melting, melt spinning, prepared strip products; 3) in step 2) the strip products for grinding, and spark plasma sintering, to obtain the GeSbTe based thermoelectric materials. The invention can effectively reduce the Sb doping on GeTe, and the carrier concentration of GeTe based thermoelectric materials, and melting sintering method and melt spinning technology, while ensuring the GeSbTe based architecture and component information, further through the melt spinning process of microstructure control, thus the preparation of GeSbTe based thermoelectric materials fine structure, composition and stability, excellent thermoelectric properties.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能GeSbTe基热电材料的制备方法
本专利技术属于热电材料制备
，具体涉及一种高性能GeSbTe基热电材料的制备方法。
技术介绍
自200年前热电效应的发现以来，科研人员开展了大量研究旨在提升现有热电材料体系的热电优值或者拓展新的热电材料体系，并且取得了卓有成效的进展。化石燃料不仅储量有限，而且对环境有着不可逆转的破坏，因而热电材料的研究积极响应了当前全球提倡的发展化石燃料替代能源的呼吁。GeTe具有较高的ZT值，属于一种重要的中高温热电材料。近年来GeTe基热电材料的研究主要是集中在GeTe与AgSbTe2的固溶体(TAGS)中，这种固溶体表现出良好的热电性能。近来，有报道指出，纯GeTe通过适当的掺杂有望成为一种很有潜力的热电材料。GeTe是一种窄带隙化合物，在670K时将由室温的菱方晶系转变为立方晶系(NaCl型)。GeTe的结构调控可以通过化学计量比偏离来完成，Te含量的改变可以产生大量的Ge空位，因而GeTe具有高的空穴载流子浓度(～1020-1021Cm-3)，为p型传导。通过合金掺杂方法制得Ge0.87Pb0.13Te+3mol％Bi2Te3化合物，能够有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能GeSbTe基热电材料的制备方法，包括以下步骤：1)以Ge、Sb和Te单质为原料，按Ge0.99‑xSbxTe(0.01≤x≤0.10)的化学计量比称量各原料，将称取的原料装入石英试管中真空密封，然后将石英管放入熔融炉中进行熔融处理，最后随炉冷却至室温，得锭体产物；2)将步骤1)所得锭体产物置于带有喷嘴的石英管中，然后将石英管置于射频铜辊上方进行感应熔炼、熔融旋甩，制得薄带产物；3)将步骤2)所得薄带产物进行研磨，然后进行放电等离子烧结，即得所述GeSbTe基热电材料。

【技术特征摘要】
1.一种高性能GeSbTe基热电材料的制备方法，包括以下步骤：1)以Ge、Sb和Te单质为原料，按Ge0.99-xSbxTe(0.01≤x≤0.10)的化学计量比称量各原料，将称取的原料装入石英试管中真空密封，然后将石英管放入熔融炉中进行熔融处理，最后随炉冷却至室温，得锭体产物；2)将步骤1)所得锭体产物置于带有喷嘴的石英管中，然后将石英管置于射频铜辊上方进行感应熔炼、熔融旋甩，制得薄带产物；3)将步骤2)所得薄带产物进行研磨，然后进行放电等离子烧结，即得所述GeSbTe基热电材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Ge单质和Sb单质的纯度为99.999％以上，Te单质的纯度为99.9999％以上。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐新峰，齐尼玛纳·艾瑞思，邓日桂，苏贤礼，鄢永高，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42