一种布里基曼炉及利用其制备铋化镁基热电晶体的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种布里基曼炉及利用其制备铋化镁基热电晶体的制备方法，所述布里基曼炉自上而下依次包括加热模块Ⅰ、加热模块Ⅱ、隔断层和加热模块Ⅲ；所述布里基曼炉中使用的坩埚包括双镀碳石英管或氮化硼坩埚

【技术实现步骤摘要】
一种布里基曼炉及利用其制备铋化镁基热电晶体的制备方法


[0001]本专利技术属于新型能源材料领域，具体涉及一种布里基曼炉及利用其制备铋化镁基热电晶体的制备方法。

技术介绍

[0002]热电转换技术对于解决集成电路和电子期间的热效应问题具有巨大的实际意义。热电材料具有体积小、重量轻、坚固、无噪音、无污染、寿命长、易于控制等优点，备受关注。热电转换技术是利用热电半导体材料的塞贝克(Seebeck)效应和帕尔帖(Peltire)效应，实现热能与电能的相互转换(温差发电与热电制冷)。热电效率主要由材料的无量纲性能优值ZT决定，ZT＝(S2σ/κ)T。由此可见，在一定的温度T下，实现高的高热电效率，往往需要较大的温差电动势S，较高的电导率σ和较低的热导率κ。开发具有高热电优值的热电材料对于解决电子器件和集成电路的热问题具有巨大的实际应用意义。
[0003]铋化镁(Mg3Bi2)基热电材料是性能优异的室温和中低温热电材料，在热电制冷和低品热发电等方面有重要的应用。2019年，n
‑
Mg
3.2
Sb
0.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种布里基曼炉，其特征在于，所述布里基曼炉自上而下依次包括加热模块Ⅰ、加热模块Ⅱ、隔断层和加热模块Ⅲ；所述布里基曼炉中使用的坩埚包括双镀碳石英管或氮化硼坩埚
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石英管联用。2.根据权利要求1所述的布里基曼炉，其特征在于，所述隔断层的厚度为20
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30mm；优选地，所述坩埚为氮化硼坩埚
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石英管联用时，氮化硼坩埚和石英管之间填充石英砂。3.一种铋化镁基热电晶体的制备方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的布里基曼炉进行制备，所述制备方法包括如下步骤：(1)将Mg原料和Bi原料装入坩埚，进行熔炼，直至坩埚内无固体；(2)将坩埚底部上升至加热模块Ⅱ的区域，进行加热；(3)将坩埚下降，直至坩埚中熔体部分全部通过隔断层，得到铋化镁基热电晶体。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，当制备P型铋化镁基热电晶体时，步骤(1)所述Mg原料的摩尔占比为50
‑
55％；优选地，当制备N型铋化镁基热电晶体时，步骤(1)还包括：将Te原料装入坩埚；优选地，当制备N型铋化镁基热电晶体时，步骤(1)所述Mg原料的摩尔占比为70
‑
75％；优选地，当制备N型铋化镁基热电晶体时，所述Bi原料的摩尔占比为24
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29.8％。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述熔炼的温度为700
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900℃；优选地，步骤(1)所述熔炼时，加热模块Ⅰ、加热模块Ⅱ和加热模块Ⅲ的温度相等；优选地，步骤(1)所述熔炼时，所述坩埚的旋转速率为6
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15rpm。6.根据权利要求3
‑
5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述加热时，加热模块Ⅰ的温度为700
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750℃；优选地，步骤(2)所述加热时，加热模块Ⅱ的温度为700
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750℃；优选地，步骤(2)所述加热时，加热模块Ⅲ的温度为350
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400℃；优选地，步骤(2)所述加热的时间为12
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24h；优选地，步骤(2)所述加热时，隔断层的温度梯度为40
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60℃/cm。7.根据权利要求3
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6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述下降的速度为0.8
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1mm/h。8.根据权利要求3
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7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在步骤(3)所述坩埚中熔体部分全部通过加热模块Ⅱ后，进行冷却；优选地，所述冷却的降温速率为20
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40℃/...

【专利技术属性】
技术研发人员：何佳清，胡明远，王江舵，
申请(专利权)人：深圳热电新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：