一种3D打印成型碲化铋基热电材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种3D打印成型碲化铋基热电材料的方法，包括以下步骤，首先制备碲化铋/环氧树脂3D打印混合粉末，然后进行块体热电材料试样3D打印成型，再将块体热电材料试样热处理。本发明专利技术提供的工艺过程简单、成型精度高、材料利用率高的快速制备高热电性能Bi2Te3基热电材料的生产方法，利用选择性激光烧结3D打印技术加热速度快，冷却速率高，能细化晶粒组织，与其它制备方法相比，制备时间较短、烧结效率高、烧结过程无污染等优点，采用该技术进行Bi2Te3基热电材料粉末成型，克服了传统加工方法的缺点，提高了制件的质量并提高效率，进而推动热电元器件在工业上的应用。

A Method of Forming Bismuth Telluride-based Thermoelectric Material by 3D Printing

The invention discloses a method for forming bismuth telluride-based thermoelectric materials by three-dimensional printing, which includes the following steps: firstly, bismuth telluride/epoxy resin 3D printing mixed powder is prepared, then the bulk thermoelectric material sample is printed in three-dimensional, and then the bulk thermoelectric material sample is heat treated. The invention provides a production method for rapidly preparing Bi2Te3-based thermoelectric materials with high thermoelectric properties, which has simple process, high forming accuracy and high material utilization rate. By using selective laser sintering 3D printing technology, the heating speed is fast, the cooling rate is high, and the grain structure can be refined. Compared with other preparation methods, the preparation time is shorter, the sintering efficiency is high, and the sintering process is pollution-free. By using this technology, the powder forming of Bi2Te3-based thermoelectric materials overcomes the shortcomings of traditional processing methods, improves the quality and efficiency of the parts, and further promotes the application of thermoelectric components in industry.

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印成型碲化铋基热电材料的方法
本专利技术属于热电材料成型新工艺领域，尤其涉及一种3D打印成型碲化铋基热电材料的方法。
技术介绍
热电材料(ThermoelectricMaterials)，也称为能源转换材料或温差电材料，是一种将热能与电能直接相互转换的功能性新材料。它集两种功能于一身，利用它制成的温差发电机可以直接把热能转化为电能，也可制成热电制冷机从而利用电能直接进行制冷。由于其应用不需要使用传动部件，工作时无噪音、无排弃物，材料性能可靠，使用寿命长，是一种具有广泛应用前景的环境友好材料。随着人类活动以及工业化革命的不断进行，传统的一些不可再生能源(如煤、石油、天然气等)开始日益枯竭，能源问题越来越成为世界各国关注的焦点。寻找清洁安全的新能源、提高现有能源使用效率的工作已经迫在眉睫，而新能源的开发利用需要借助能源转换材料来实现。目前，研究较为成熟且应用于热电发电技术的是合金热电材料，主要有Bi2Te3，PbTe和SiGe合金等。其中，Bi2Te3是目前常温下应用最广泛，性能最优异的一类热电材料，主要用于制冷器。Bi2Te3的晶体结构属三方晶系沿c轴方向可视为六面体的层状结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印成型碲化铋基热电材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，步骤一，制备碲化铋/环氧树脂3D打印混合粉末，首先将一定量的N型Bi2Te2.85Se0.15热电材料粉末和粘结剂环氧树脂按照体积比1:1放入球磨机中，接着放入混料球，使混料球与待混合粉末的体积比控制在1:3，然后在球磨机中混合2小时，即可得到Bi2Te2.85Se0.15/环氧树脂3D打印混合粉末；步骤二，进行块体热电材料试样3D打印成型，将步骤一获得的Bi2Te2.85Se0.15/环氧树脂3D打印混合粉末放入选择性激光烧结成型机中在氩气保护下进行烧结成型，制得块体热电材料试样；步骤三，块体热电材料试样热处理，将步...

【技术特征摘要】
1.一种3D打印成型碲化铋基热电材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，步骤一，制备碲化铋/环氧树脂3D打印混合粉末，首先将一定量的N型Bi2Te2.85Se0.15热电材料粉末和粘结剂环氧树脂按照体积比1:1放入球磨机中，接着放入混料球，使混料球与待混合粉末的体积比控制在1:3，然后在球磨机中混合2小时，即可得到Bi2Te2.85Se0.15/环氧树脂3D打印混合粉末；步骤二，进行块体热电材料试样3D打印成型，将步骤一获得的Bi2Te2.85Se0.15/环氧树脂3D打印混合粉末放入选择性激光烧结成型机中在氩气保护下进行烧结成型，制得块体热电材料试样；步骤三，块体热电材料试样热处理，将步骤二获得的块体热电材料试样置于真空炉中进行热处理，在450℃的烧结温度下保温烧结2h，制得热电材料制件。2.根据权利要求1所述的3D打印成型碲化铋基热电材料的方法，其特征在于，步骤一中所述的N型Bi2Te2.85Se0.15热电材料粉末，纯度99.99％，粒径20～50μm，密度6.87g/cm3。3.根据权利要求1或2所述的3D打印成型碲化...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊新红，柳丹辉，刘宁，章桥新，朱超，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42