一种ZrNiSn基复合热电材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种ZrNiSn基复合热电材料的制备方法，包括如下步骤：按化学计量比称取高纯Zr、Ni、Sn粒为原料；采用电弧熔炼将原料制备成单一均相块体，后高能球磨为粉体材料；称取高纯Se粉或Te粉与ZrNiSn粉体研磨混合，后将混合粉体进行放电等离子烧结，得到致密ZrNiSn基块体复合热电材料。本发明专利技术首次通过Se、Te与ZrNiSn在烧结中原位生成了高迁移率半导体相，有效提升了热电性能。该方法科学合理、制备流程短、步骤少，具有较高的电导率和较低的热导率，提高了功率因子，一定程度上解耦了电热输运参数之间的矛盾，在工作温度范围内具有较好的热电性能。的热电性能。的热电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种ZrNiSn基复合热电材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种热电材料的制备方法，特别涉及一种ZrNiSn基复合热电材料的制备方法。

技术介绍

[0002]热电材料由于能够将低品位热能直接转换为电能而引起广泛关注，是新能源领域的重要研究课题。热电材料及其器件具有无机械运动装置、尺寸小、质量轻、稳定性高、服役时间长等优势，已成功应用于热电偶、深空探测器电源、光通信模块散热及人体大健康传感器件等领域。
[0003]热电材料的性能由塞贝克系数S，电导率σ和热导率κ共同决定，其综合性能指标为热电优值zT＝(S2σ/κ)T。由于电子声子传输的强耦合造成上述参数之间的相互制约，因此，很难实现热电性能的大幅提升。ZrNiSn基half
‑
Heusler材料，由于具有较高的Seebeck系数和电导率，因而具有较高的功率因子，但由于热导率较高，限制了热电性能的提升。此前的研究着眼于元素掺杂引起质量波动和应力场涨落降低晶格热导率。部分学者采用惰性第二相如Al2O3、ZrO2、WO3等充当第二相散射中心降低热导率，复合第二相能够实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ZrNiSn基复合热电材料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：（1）按ZrNiSn化学计量比称取高纯Zr、Ni、Sn粒为原料；（2）采用电弧熔炼方法将原料熔制成铸锭；（3）将铸锭高能振荡球磨为粉体材料；（4）将ZrNiSn与高纯Se粉体或Te粉体研磨混合获得复合粉体；（5）将复合粉体进行放电等离子烧结，得到致密块体，此即为所述ZrNiSn基复合热电材料。2.根据权利要求1所述的ZrNiSn基复合热电材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述铸锭熔炼次数为3~6次。3.根据权利要求1所述的ZrNiSn基复合热电材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述电弧熔炼真空度为10
‑3~10
‑
5 Pa。4.根据权利要求1所述的ZrNiSn基复合热电材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述高能振荡球磨时间为30~60 min，球料比为10:1~20:1，转速为800~1200 r/min。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱蓓蓓，贾闯，薛烽，白晶，陶立，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：