一种纳米晶Cu-S基块体热电材料的制备方法技术

一种纳米晶Cu‑S基块体热电材料的制备方法，属于热电材料技术领域。采用机械合金化反应结合室温高压烧结技术，以单质Cu粉、S粉、及掺杂元素A粉为原料，A为Se或Te，按照化学通式Cu2‑xS1‑yAy进行配置，其中，0≤x≤0.2，0≤y≤0.5，利用机械合金化反应获得高烧结活性的纳米级预合成粉体，再结合室温高压烧结技术制备成分均匀，晶粒细小，结构致密的纳米晶Cu‑S基块体热电材料。所制备获得的纳米晶Cu‑S基块体热电材料具有纳米晶结构，晶粒尺寸为10‑80nm，结构致密，相对密度大于97％，组成元素分布均匀，功率因子在623K时为1.1×10

Preparation of a Nanocrystalline Cu-S Based Bulk Thermoelectric Material

【技术实现步骤摘要】
一种纳米晶Cu-S基块体热电材料的制备方法
本专利技术属于热电材料
，涉及机械合金化反应和常温高压烧结技术，具体涉及一种纳米晶Cu-S基块体热电材料的制备方法。
技术介绍
世界能源需求的不断攀升和化石能源的日益枯竭，以及化石能源使用带来严重的环境污染等问题已经引起了全世界的广泛关注。保障可靠和廉价的能源供应，实现能源使用的高效、低碳环保成为各国政府能源政策的重中之重。热电材料是能直接进行热能和电能相互转换的功能材料。热电转换器件具有体积小、可靠性高、无污染等特点，在工业废热利用、无氟制冷、航空航天及传感器等领域具有广阔的应用前景。材料的热电性能可用无量纲热电优值ZT来衡量ZT＝α2σT/κ，其中α为Seebeck系数，σ为电导率，T为绝对温度，κ为热导率，α2σ被定义为材料的功率因子，高性能热电材料需要高α、σ和低κ。已经商业化应用的高性能热电材料体系如Bi2Te3、PbTe等因含有昂贵且有毒的重金属元素，对人类健康和自然环境仍存在一定的危害。Cu-S基热电材料是一种新型的热电材料，具有成本低、毒性小、储量大等优点，其复杂的晶体结构和原子排列情况使其成为一种极具发展潜力的绿色热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米晶Cu‑S基块体热电材料的制备方法，其特征在，所述方法以单质Cu粉、S粉及掺杂元素A粉为原料，所述A为Se或Te，所述原料单质Cu粉、S粉及掺杂元素A粉的摩尔量按照化学通式Cu2‑xS1‑yAy进行配置，其中，0≤x≤0.2，0≤y≤0.5，利用机械合金化反应结合常温高压烧结技术，制得成分均匀、晶粒细小、相对密度大于97％的纳米晶Cu‑S基块体热电材料。

【技术特征摘要】
1.一种纳米晶Cu-S基块体热电材料的制备方法，其特征在，所述方法以单质Cu粉、S粉及掺杂元素A粉为原料，所述A为Se或Te，所述原料单质Cu粉、S粉及掺杂元素A粉的摩尔量按照化学通式Cu2-xS1-yAy进行配置，其中，0≤x≤0.2，0≤y≤0.5，利用机械合金化反应结合常温高压烧结技术，制得成分均匀、晶粒细小、相对密度大于97％的纳米晶Cu-S基块体热电材料。2.根据权利要求1所述一种纳米晶Cu-S基块体热电材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)机械合金化反应：以质量分数大于99.99％的单质Cu粉、S粉、及掺杂元素A粉为原料，A为Se或Te，按照化学通式Cu2-xS1-yAy进行配置，其中，0≤x≤0.2，0≤y≤0.5，将配置料装入不锈钢球磨罐中并通入氩氢混合保护气后进行机械合金化反应；(2)常温高压烧结：采用常温高压烧结技术，将步骤(1)制备得到的Cu-S基纳米前驱粉体进行常温高压烧结成型，制备得到结构致密的纳米晶Cu-S基致密块体热电材料。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波萍，张瑞，裴俊，聂革，孙强，
申请(专利权)人：北京科技大学，新奥科技发展有限公司，北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11