一种择优取向p型碲化铋基多晶块体热电材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种择优取向p型碲化铋基多晶块体热电材料的制备方法，包括以下步骤：以Bi、Sb和Te单质粉末为原料，按BixSb2‑xTe3化学计量比称取配料，将上述原料装入石英玻璃管或高硼硅玻璃管抽真空密封，再将密封的石英玻璃管或高硼硅玻璃管放入摇摆炉内进行充分熔炼，熔炼结束之后，将摇摆炉炉膛旋转至竖直位置，冷却后制得p型碲化铋基合金晶棒；将制得的p型碲化铋基合金晶棒切割成块体，将块体装入等通道转角挤压模具后置于热压烧结炉中进行烧结挤压，即得择优取向p型碲化铋基多晶块体热电材料。本发明专利技术所制备的p型碲化铋基多晶块体热电材料电阻率较低、塞贝克系数较高、热导率低，在343K能够得到最大ZT值1.55。

Preparation of p-type bismuth telluride-based polycrystalline bulk thermoelectric materials with preferred orientation

【技术实现步骤摘要】
一种择优取向p型碲化铋基多晶块体热电材料的制备方法
本专利技术属于碲化铋基热电材料
，具体涉及一种择优取向p型碲化铋基多晶块体热电材料及其制备方法。
技术介绍
区域熔炼法生产的Bi2Te3基合金具有较好的热电性能，其室温下的ZT值在1左右，已被广泛应用于热电行业。但是在区域熔炼法生产的Bi2Te3基合金中，Te(1)-Te(1)原子层之间仅依靠范德华力结合在一起，机械加工性能较差。为了解决区熔Bi2Te3基合金机械加工性能差的问题，很多科研机构和生产厂商采用粉末冶金技术制备多晶Bi2Te3基热电材料。其中p型的研究取得了较大的进展。Ren等人通过高能球磨和直流热压工艺，引入纳米粒子，制备了p型Bi2-xSbxTe3纳米复合材料，大幅度降低了晶格热导率，得到的ZT值高达1.3和1.4。除此之外，也有学者通过纳米复合或结构调控的手段引入异质结产生能量过滤效应，同时提高塞贝克系数和电导率，以提升ZT值。Li等人通过在BiSbTe基质中混入0.4vol.％的SiC纳米颗粒，结合高能球磨和放电等离子烧结工艺，同时提高了塞贝克系数和电导率，降低了热导率，最终在373K取得了最大ZT值1.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种择优取向p型碲化铋基多晶块体热电材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)以Bi、Sb和Te单质粉末为原料，按BixSb2‑xTe3化学计量比称取配料，0.3≤x≤0.5；(2)将上述原料装入石英玻璃管或高硼硅玻璃管抽真空密封，再将密封的石英玻璃管或高硼硅玻璃管放入摇摆炉内进行充分熔炼，熔炼结束之后，将摇摆炉炉膛旋转至竖直位置，冷却后制得p型碲化铋基合金晶棒；(3)将步骤(2)中制得的p型碲化铋基合金晶棒切割成块体，将块体装入等通道转角挤压模具后置于热压烧结炉中进行烧结挤压，即得择优取向p型碲化铋基多晶块体热电材料。

【技术特征摘要】
1.一种择优取向p型碲化铋基多晶块体热电材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)以Bi、Sb和Te单质粉末为原料，按BixSb2-xTe3化学计量比称取配料，0.3≤x≤0.5；(2)将上述原料装入石英玻璃管或高硼硅玻璃管抽真空密封，再将密封的石英玻璃管或高硼硅玻璃管放入摇摆炉内进行充分熔炼，熔炼结束之后，将摇摆炉炉膛旋转至竖直位置，冷却后制得p型碲化铋基合金晶棒；(3)将步骤(2)中制得的p型碲化铋基合金晶棒切割成块体，将块体装入等通道转角挤压模具后置于热压烧结炉中进行烧结挤压，即得择优取向p型碲化铋基多晶块体热电材料。2.根据权利要求1所述的一种择优取向p型碲化铋基多晶块体热电材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中选取质量百分含量大于99.99％的Bi、Sb和Te单质粉末为原料。3.根据权利要求1所述的一种择优取向p型碲化铋基多晶块体热电材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中在590～750℃温度进行高温熔炼，熔炼时间为5～120min。4.根据权利要求1所述的一种择优取向p型...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊希安，胡晓明，罗自贵，罗凡，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42