一种用于方钴矿热电材料与Cu基电极的低温纳米连接方法技术

一种用于方钴矿热电材料与Cu基电极的低温纳米连接方法，涉及一种用于方钴矿热电材料与电极的连接方法。目的是解决现有的方钴矿与铜电极连接存在元素扩散和装夹难度大的问题。方法：在方钴矿表面镀覆含Co元素的防扩散阻隔层，然后在防扩散阻隔层表面涂纳米银焊膏，再在纳米银焊膏表面放置Cu电极，构成焊接件，进行真空钎焊，即完成。本发明专利技术采用膏状纳米银焊膏实现低温连接方钴矿与电极，连接后接头未发生元素扩散，接头接触电阻低。连接速度快，效率高，能够实现器件的大规模制备。本发明专利技术适用于方钴矿热电材料与Cu电极的连接。

【技术实现步骤摘要】
一种用于方钴矿热电材料与Cu基电极的低温纳米连接方法
本专利技术涉及一种用于方钴矿热电材料与Cu基电极的连接方法。
技术介绍
热电材可靠材料是一种重要的绿色新能源技术，它对解决能源危机具有重要意义。热电材料是一种基于材料中的塞贝克(Seebeck)效应，利用温差将热能转化为电能，在众多的热电材料中，方钴矿作为最常见的中温(室温-600℃)发电材料，方钴矿热电材料不仅具有良好的机械性能和可靠性，还具有优异的经济性和环境友好性。在热电器件的制备中，需要将p型热电材料和n型热电材料进行串联组成闭合回路。然而，由于接触电阻、扩散以及热膨胀系数等问题存在，如何对方钴矿进行可靠连接依然是热电领域存在的一大问题。实现方钴矿热电材料与电极的可靠连接具有重要的意义。方钴矿的使用温度为600℃左右，目前方钴矿与电极的连接多为钎焊，且钎焊温度大多数在650℃左右，由于焊接温度较高，方钴矿中的Sb元素常常容易产生挥发。此外，目前方钴矿与电极的钎焊连接中选用的钎料多为含有Sn的Ag基高温钎料，在650℃进行焊接时获得的接头接触电阻较高，钎料中的Sn元素及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于方钴矿热电材料与Cu基电极的低温纳米连接方法，其特征在于：该方法按照以下步骤进行：在方钴矿表面镀覆含Co元素的防扩散阻隔层，然后在防扩散阻隔层表面涂纳米银焊膏，再在纳米银焊膏表面放置Cu基电极，构成焊接件，进行真空钎焊，即完成。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于方钴矿热电材料与Cu基电极的低温纳米连接方法，其特征在于：该方法按照以下步骤进行：在方钴矿表面镀覆含Co元素的防扩散阻隔层，然后在防扩散阻隔层表面涂纳米银焊膏，再在纳米银焊膏表面放置Cu基电极，构成焊接件，进行真空钎焊，即完成。


2.根据权利要求1所述的用于方钴矿热电材料与Cu基电极的低温纳米连接方法，其特征在于：所述方钴矿的分子式为RrTt-mMmXx-nNn，分子式中：R为Na、K、Rb、Ca、La、Yb、Ce、Al，Ga或In；T为Fe或Co；M为Ru，Os，Rh，Ir，Ni，Pd，Pt，Cu，Ag或Au；X为P，As，Sb，或Bi；N为Se或Te；0﹤r≤1，3≤t-m≤5，0≤m≤0.5，10≤x≤15，0≤n≤2。


3.根据权利要求1所述的用于方钴矿热电材料与Cu基电极的低温纳米连接方法，其特征在于：所述真空钎焊的工艺为：在真空钎焊炉内焊接压力为1～5MPa条件下，以1～10℃/min的升温速度升温至250～450℃并保温10～40min，然后以1～10℃/min的降温速度降至室温。


4.根据权利要求1所述的用于方钴矿热电材料与Cu基电极的低温纳米连接方法，其特征在于：所述在方钴矿表面镀覆含Co元素的防扩散阻隔层的工艺为：配置电镀液，将方钴矿连接电源的阴极，用碳棒连接电源的阳极，方钴矿和碳棒置于电镀液中，打开电源开始进行电镀，电镀的温度为40～65℃，电流为0.5～1.5A，电镀时间为15～30min，电镀完成后取出并置于丙酮中进行超声清洗。


5.根据权利要求4所述的用于方钴矿热电材料与Cu基电极的低温纳米连接方法，其特征在于：
当防扩散阻隔层为Co-W合金时，进行电镀过程中采用的电镀液中含有浓度为14～25g/L的硫酸钴，15～40g/L的钨酸钠，20～30g/L的柠檬酸钠和0.1～1g/L的十二烷基硫酸钠；电镀液的pH为4.5～7.0；
当防扩散阻隔层为Co-Mo合金时，进行电镀过程中采用的电镀液中含有浓度为2～5g/L的氯化钴，3～7g/L的钼酸钠，15～22g/L的柠檬酸钠，1～2g/L的1，4-丁炔二醇和0.3～1g/L的十二烷基硫酸钠；电镀液的pH为4.5～7.0；
当防扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿慧远，冯杭彬，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23