一种高效制备纯净CoSb3基中温热电材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种高效制备纯净CoSb3基中温热电材料的方法，可根据Co‑Sb合金相图清楚知道不同成分配比下将会得到何种组织的试样，然后利用TGZM效应进行合金制备的逆反应得到糊状区，并随着保温时间增长，糊状区内组织就更加纯净和致密。从Co‑Sb合金相图中可以得知，CoSb3基热电材料可以在三个不同的成分区间获得，这样在制备试样时就能做到心中有数。通过该发明专利技术制备CoSb3基热电材料，不仅可以在制备前预知所得试样成分，做到心中有数，而且制备效率高效，制备过程无污染、无有害物质产生，得到的CoSb3基热电材料纯净致密。此外，该制备方法工序简单，操作方便，成本较低，具有很好的应用前景。

An efficient method for preparing pure CoSb3 based medium temperature thermoelectric materials

The present invention relates to an efficient method for preparing pure CoSb3-based mesothermal thermoelectric materials. According to the phase diagram of Co_Sb alloy, it can be clearly known what kind of samples will be obtained under different composition ratios. Then the paste region can be obtained by inverse reaction of alloy preparation using TGZM effect. With the increase of holding time, the structure in the paste region will be more obvious. Add purity and density. From the phase diagram of Co_Sb alloy, it can be seen that the Co Sb_3-based thermoelectric materials can be obtained in three different composition ranges, so that the samples can be prepared with a good idea. The preparation of CoSb3-based thermoelectric materials by the invention can not only predict the composition of the samples before preparation, but also achieve a high preparation efficiency, no pollution, no harmful substances, and the obtained CoSb3-based thermoelectric materials are pure and compact. Besides, the preparation process is simple, easy to operate and low in cost, and has good application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种高效制备纯净CoSb3基中温热电材料的方法
本专利技术属于热电材料制备
，尤其涉及一种高效制备纯净CoSb3基中温热电材料的方法。
技术介绍
众所周知，随着工业的快速发展，导致目前全球面临三大危机：资源短缺、环境污染和生态破坏。目前，我国正处于经济高速发展时期，同样深受三大危机的威胁。为缓解这种紧迫局势，开发新型能源材料成为迫切需求。热电材料作为一种可将电能和热能直接相互转换的新型环保绿色能源材料，备受各国科学家的广泛关注，有可能成为当今世界能源危机解决方案的重要组成部分(Science283:8041999)。热电材料利用温差电转化技术进行发电(在工业余废热尤其是汽车尾气废热回收发电方面、深层空间航天器、野外作业等方面)和制冷(小型冷藏箱、计算机芯片、激光探测器等局部冷却方面)具有广阔的应用前景和潜在的经济社会效益。温差电转换技术的基本原理是基于泽贝克效应(Seebeckeffect)和佩尔捷效应(Peltiereffect)，是高技术新能源领域的关键基础性材料—热电材料开发的重要技术。利用该技术可将热电材料制作成热电转换器件，该器件具有结构简单、可靠性高、运行成本低、寿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效制备纯净CoSb3基中温热电材料的方法，所述的CoSb3基中温热电材料是指以CoSb3为基体，可往其中填充或者掺杂其它元素以形成无量纲热电优值较高的中温热电材料，其特征在于步骤如下：步骤1：根据Co‑Sb合金相图选取不同的成分进行配料：由Co‑Sb合金相图可知，Co‑Sb合金中有两个包晶反应及一个共晶反应；当合金成分位于86.1‑92.7wt％Sb、92.7‑94.9wt％Sb以及94.9‑99.6wt％Sb区间时，由高温区到低温区合金将会分别发生两个包晶反应CoSb+L→CoSb2，温度936℃，CoSb2+L→CoSb3，温度874℃，一个包晶反应CoSb2+L→CoSb3，温...

【技术特征摘要】
1.一种高效制备纯净CoSb3基中温热电材料的方法，所述的CoSb3基中温热电材料是指以CoSb3为基体，可往其中填充或者掺杂其它元素以形成无量纲热电优值较高的中温热电材料，其特征在于步骤如下：步骤1：根据Co-Sb合金相图选取不同的成分进行配料：由Co-Sb合金相图可知，Co-Sb合金中有两个包晶反应及一个共晶反应；当合金成分位于86.1-92.7wt％Sb、92.7-94.9wt％Sb以及94.9-99.6wt％Sb区间时，由高温区到低温区合金将会分别发生两个包晶反应CoSb+L→CoSb2，温度936℃，CoSb2+L→CoSb3，温度874℃，一个包晶反应CoSb2+L→CoSb3，温度874℃，以及一个共晶反应L→CoSb3+Sb，温度630℃；根据上述Co-Sb合金相图选取不同的成分，可以得到不同的结果；由于Co和Sb熔点相差较大，为弥补Sb的挥发，应在合金成分配好后多加入1-3％的Sb；步骤2：对所述的步骤1选定的成分进行合金铸锭的制备：将合金成分混合均匀倒入刚玉坩埚中，将刚玉坩埚放置在石墨体中，石墨体放置在高真空定向凝固炉中交流感应线圈中，其中石墨体和交流感应线圈中间放置有保温套，将合金在高真空定向凝固炉中熔炼达到所需温度后，温度根据Co-Sb合金相图确定；保温30-45min然后冷却得到合金铸锭，为保证铸锭成分均匀，将得到的铸锭顶部和底部颠倒位置重新装入坩埚在真空感应炉中熔炼2～4次；其中高真空定向凝固炉的真空度为2×10-3-2.5×10-3Pa，采用高纯氩气作为保护气氛，高纯氩气的纯度为99.99％；步骤3：温度梯度区域熔炼T...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭光，李双明，王洪强，钟宏，李晓历，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61