【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及材料科学，具体是一种p-n型交替柔性热电纤维的制备方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、随着电子器件在微型化和集成化上不断取得突破，可穿戴电子设备和智能织物受到越来越多的关注。热电材料可以直接将热能转化为电能，在可穿戴电子设备中可应用于触摸感应、检测监控、体温调节和能量收集等方面。热电材料的性能通常热电材料的性能通常通过热电优值zt与功率因数pf来评估，由公式zt＝σs2 t/κ、pf＝σs2给出，其中s为材料的塞贝克系数，σ为材料的电导率，t为温度，κ为材料的热导率。zt值越大，说明材料将热能转化为电能的能力越强，热电性能越好。
2、目前商用的热电材料主要是刚性的固体块状材料，制备热电纤维主要是通过在本身具有柔性的纤维表面添加一层具有热电性能的热电材料涂层来实现的。而在普通纤维表面涂抹热电材料以及在织物的空隙间填充热电材料的方式来实现热电纤维，一方面空间效率较低，另一方由于身体运动导致的摩擦和形变也会不可避免地磨损附着的热电材料，使得性能降低。同时，要实现连续的p型和n型热电区域交替制备也是一个需解决的难题。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术的目的就是为了解决现有问题，而提供一种p-n型交替柔性热电纤维的制备方法。
2、本专利技术的技术解决措施如下：
3、一种p-n型交替柔性热电纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、步骤1：取分子量为25000-300000的聚乙烯醇
5、步骤2：取0.01-2g p型热电材料粉末、10g 10％wt pva溶液加入到100-500ml去离子水中，对混合溶液超声10-60min，再加热搅拌将混合溶液充分混合并浓缩至10-20g，得到p型热电材料与pva溶液的混合物；
6、步骤3：取0.01-2g n型热电材料粉末、10g 10％wt pva溶液加入到100-500ml去离子水中，对混合溶液超声10-60min，再加热搅拌将混合溶液充分混合并浓缩至10-20g，得到n型热电材料与pva溶液的混合物；
7、步骤4：分别将p型和n型混合液注入模具管，冷冻后解冻得到p型热电材料/pva凝胶和n型热电材料/pva凝胶；
8、步骤5：将p型热电材料/pva凝胶和n型热电材料/pva凝胶交替挤出至模具管，冷冻使交界面愈合，得到p型/n型交替的热电凝胶；
9、步骤6：将p型/n型交替的热电凝胶干燥得到p型/n型交替的热电纤维；
10、步骤7：将纤维表面涂敷胶水中，干燥后在表面形成一层防水层和绝缘层。
11、作为优选的技术方案，步骤2中的分散剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等表面活性剂。
12、作为优选的技术方案，步骤4中将p型热电材料与pva溶液的混合物和n型热电材料与pva溶液的混合物，分别注进模具管中，在0至-50摄氏度下冷冻2-10小时后解冻，得到p型热电材料/pva凝胶和n型热电材料/pva凝胶。
13、作为优选的技术方案，步骤5中将两个装有p型热电材料/pva凝胶和n型热电材料/pva凝胶的模具管管道一端与注射泵相连，另一端在电机的控制下交替的与另一管道紧密对齐，对齐时在注射泵的作用下将凝胶挤出，重复这个过程得到p型和n型交替的热电凝胶。
14、作为优选的技术方案，步骤6中在0至-50摄氏度下冷冻2-10小时，使相邻的凝胶段愈合在一起，然后挤出并在20-80摄氏度下干燥得到n-p型交替的热电纤维。
15、作为优选的技术方案，模具管内径为0.5-5mm，冷冻温度为-5摄氏度至-50摄氏度，冷冻时长为2-10小时。
16、作为优选的技术方案，n型热电材料包括但不限于硒化铋、硫化锡、碲化铋或碳纳米管。
17、作为优选的技术方案，p型热电材料包括但不限于氧化锌、硒化锌、碲化铋或单壁碳纳米管。
18、本专利技术的有益效果在于：
19、1、本专利技术公开的一种p-n型交替柔性热电纤维的制备方法，工艺简单，成本低，p型/n型交替的热电纤维便于进行工业化制造，适用于大规模生产。
20、2、本专利技术中热电材料分散在热电纤维内部，热电性能均匀，性能稳定，不会因弯折或摩擦导致热电材料脱落致使性能下降。
21、3、本专利技术种制备得到的p型/n型交替的热电纤维p-n界面处贴合紧密，且p、n段长度可控，适合编织加工。
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1.一种P-N型交替柔性热电纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1中所述的一种P-N型交替柔性热电纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的分散剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等表面活性剂。
3.根据权利要求1中所述的一种P-N型交替柔性热电纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤4中将P型热电材料与PVA溶液的混合物和N型热电材料与PVA溶液的混合物，分别注进模具管中，在0至-50摄氏度下冷冻2-10小时后解冻，得到P型热电材料/PVA凝胶和N型热电材料/PVA凝胶。
4.根据权利要求1中所述的一种P-N型交替柔性热电纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤5中将两个装有P型热电材料/PVA凝胶和N型热电材料/PVA凝胶的模具管管道一端与注射泵相连，一端在电机的控制下交替的与另一管道紧密对齐，对齐时在注射泵的作用下将凝胶挤出，重复这个过程得到P型和N型交替的热电凝胶。
5.根据权利要求1中所述的一种P-N型交替柔性热电纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤6中在0至-50摄氏度下冷冻2-10小时，使相邻的凝胶段愈
6.根据权利要求3中所述的一种P-N型交替柔性热电纤维的制备方法，其特征在于：所述模具管内径为0.5-5mm，冷冻温度为-5摄氏度至-50摄氏度，冷冻时长为2-10小时。
7.根据权利要求3中所述的一种P-N型交替柔性热电纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤7中的胶水包括但不限于环氧树脂、乳胶、或硅胶。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种P-N型交替柔性热电纤维的制备方法，其特征在于：所述N型热电材料包括但不限于硒化铋、硫化锡、碲化铋或碳纳米管。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的一种P-N型交替柔性热电纤维的制备方法，其特征在于：所述P型热电材料包括但不限于氧化锌、硒化锌、碲化铋或单壁碳纳米管。
...【技术特征摘要】
1.一种p-n型交替柔性热电纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1中所述的一种p-n型交替柔性热电纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的分散剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等表面活性剂。
3.根据权利要求1中所述的一种p-n型交替柔性热电纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤4中将p型热电材料与pva溶液的混合物和n型热电材料与pva溶液的混合物，分别注进模具管中，在0至-50摄氏度下冷冻2-10小时后解冻，得到p型热电材料/pva凝胶和n型热电材料/pva凝胶。
4.根据权利要求1中所述的一种p-n型交替柔性热电纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤5中将两个装有p型热电材料/pva凝胶和n型热电材料/pva凝胶的模具管管道一端与注射泵相连，一端在电机的控制下交替的与另一管道紧密对齐，对齐时在注射泵的作用下将凝胶挤出，重复这个过程得到p型和n型交替的热电凝胶。
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁天朋，邓凯鹏，谢文科，肖旭，杨斌，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：
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