【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热电材料领域，尤其涉及一种提高热压法制备热电材料性能的方法。
技术介绍
1、热电半导体材料可通过材料内部载流子运动实现热能和电能得直接转换，且因其具有体积小、可靠性高、无噪音无污染等优势，在固态制冷，余废热发电等领域有着广泛的应用。目前限制热电材料替代压缩机内燃机等热电转换工具的主要瓶颈在于与热电材料的热电转化效率低。商业上制备热电材料的方法主要为区熔法和粉末冶金法。区熔法制备的热电材料电性能不均匀，机械性能差等问题，导致材料利用率低，器件寿命短，严重限制的材料的使用范围和应用场景。粉末冶金法以热压法和热挤压法为主，热挤压法制备效率低，成本高，但材料性能和机械性能都较高，而热压法介于二者之间其制备效率和区熔法接近，成本比区熔法低，材料强度高，均匀性好，但目前因其制备材料性能并不高。热电性能通过热电优值(zt＝α2σ/κ*t，α为塞贝克系数，σ为电导率，κ为材料热导率，t为温度)评价，在室温300k下，热压法制备的p型材料zt只有0.9-1.0，相比于区熔法制备得到的材料低，这限制了热压法材料的商业化推广和广泛使用。基于此，亟需一种理想的热压法解决方案，来提升其制备的材料性能，推进其商业化应用。
2、如公开号为cn113328031a的专利技术公开了“一种高强高效碲化铋块体及其制备方法与应用”，所述碲化铋块体为层片状；所述碲化铋块体为bi0.5sb1.5te3+x的p型层片状碲化铋块体，制备过程为将按照一定的化学计量比配的bi、te、sb或se单质熔炼，冷却，获得碲化铋基合金棒；碲化铋基合金棒经过熔融，以
技术实现思路
1、本专利技术为了克服现有技术下热压法制备材料性能相比于区熔法制备得到的材料偏低的问题，提供一种提高热压法制备热电材料性能的方法，该方法有效地降低高频短波长的声子，减小了材料晶粒尺寸，增加晶界散射，强化了材料织构，进一步提高了热压法制备材料的热电性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种提高热压法制备热电材料性能的方法，包括如下步骤：
4、s1、按化学式bixsb2-xte3-ysey称取原料，x取值范围为0.3～0.6，y取值范围为0～0.08，在真空、高温下熔炼得到p型合金铸锭；
5、s2、将p型合金铸锭破碎后球磨得到p型粉体，p型粉体的粒径根据x取值进行调整；
6、s3、将p型粉体进行真空热压烧结。
7、本专利技术针对热压法制备高性能p型热电材料进行优化：首先调控p型材料中sb含量以及引入se掺杂，增加反位缺陷浓度，提高载流子浓度来增大电导率，同时引入的点缺陷，可有效地散射高频短波长的声子来降低热导率；再通过对材料粉体处理，来减小材料晶粒尺寸，增加晶界散射，散射低频长波声子降低晶格热导率；最后通过烧结工艺改善，强化材料织构，进一步提高材料热电性能。
8、作为优选，所述s2中p型粉体的d90粒径、d50粒径与x关系为：
9、所述s2中p型粉体的d90粒径、d50粒径与x关系为：
10、当0.5≤x≤0.6时，d90＞600μm；当0.45≤x＜0.5时，100μm＜d90＜600μm；当0.3≤x＜0.45时，d50＜50μm，d90＜100μm。
11、随着小粒径p型粉体的粒径逐渐减小，热导率会降低，但材料电导率也会随之降低，导致材料切割尺寸增大，进而影响到材料利用率，故需要在s1中进行对p型材料的组分进行调控，二者相互关联，粒径越小，x值需降低。同时y值可依据电导率和热导率值在0～0.08范围内进行调节。
12、作为优选，所述s2中球磨在真空环境或惰性气氛下进行。
13、在真空环境或惰性气氛下进行球磨可避免粉体被氧化，减少粉体表面缺陷。
14、作为优选，所述惰性气氛为氩气气氛或氮气气氛。
15、氩气和氮气为惰性气体，不与粉体材料反应，同时避免粉体在球磨过程中与氧气或水蒸气接触。
16、作为优选，所述s3中烧结温度为450～550℃，烧结压力为30～80mpa，烧结时间为15～60min。
17、烧结后材料的致密度>97％，在450～550℃范围内随着烧结温度升高，材料织构强度会随之增强，从而使电导率上升。
18、作为优选，所述真空为真空度小于0.1pa。
19、作为优选，所述s1中原料为bi粉、sb粉、te粉和se粉，bi粉、sb粉和te粉se粉纯度不低于99.99％。
20、作为优选，所述s1中熔炼温度为600～800℃，熔炼时间为5～7h。
21、因此，本专利技术具有如下有益效果：(1)可有效提升热压法制备的p型碲化铋材料性能；(2)对装置要求低，制备效率高。
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1.一种提高热压法制备热电材料性能的方法，其特征是，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高热压法制备热电材料性能的方法，其特征是，所述S2中P型粉体的D90粒径、D50粒径与x关系为：
3.根据权利要求1所述的一种提高热压法制备热电材料性能的方法，其特征是，所述S2中球磨在真空环境或惰性气氛下进行。
4.根据权利要求3所述的一种提高热压法制备热电材料性能的方法，其特征是，所述惰性气氛为氩气气氛或氮气气氛。
5.根据权利要求1或3或4所述的一种提高热压法制备热电材料性能的方法，其特征是，所述S3中烧结温度为450～550℃，烧结压力为30～80MPa，烧结时间为15～60min。
6.根据权利要求1或3所述的一种提高热压法制备热电材料性能的方法，其特征是，所述真空为真空度小于0.1Pa。
7.根据权利要求1所述的一种提高热压法制备热电材料性能的方法，其特征是，所述S1中原料为Bi粉、Sb粉、Te粉和Se粉，Bi粉、Sb粉和Te粉Se粉纯度不低于99.99%。
8.根据权利要求1所述的一种提
...【技术特征摘要】
1.一种提高热压法制备热电材料性能的方法，其特征是，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高热压法制备热电材料性能的方法，其特征是，所述s2中p型粉体的d90粒径、d50粒径与x关系为：
3.根据权利要求1所述的一种提高热压法制备热电材料性能的方法，其特征是，所述s2中球磨在真空环境或惰性气氛下进行。
4.根据权利要求3所述的一种提高热压法制备热电材料性能的方法，其特征是，所述惰性气氛为氩气气氛或氮气气氛。
5.根据权利要求1或3或4所述的一种提高热压法制备热电材料性能的方法，其特征是，...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐泽丰，吴永庆，崔博然，李明，
申请(专利权)人：杭州大和热磁电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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