【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热电器件制造领域，特别涉及一种热电元件制备方法、装置和计算机存储介质。
技术介绍
1、在相关技术中，传统的空间电源系统包括化学储能电池、太阳能发电(太阳电池阵列)和温差发电(放射性同位素核能)。携带电池提供动力面临着更换困难和续航能力差等挑战，无法满足深空探测器数十年的能源需求，而太阳能发电在远离太阳时无法稳定供应能源。为解决这些问题，放射性同位素热电发电器应运而生，它依赖于热电材料的塞贝克效应，直接将放射性同位素衰变所释放的热能转换成电能。该系统主要由放射性同位素热源、热电发电模块和散热壳体三部分组成。其中，对于热电发电模块中的电偶臂结构，由于其组成材料在不同温度区间具有不同的最佳热电优值，故在电偶臂的延伸方向上，基于其在工作过程中不同位置的温度分布，其形状往往具有多个不同的层级，不同层级的截面积和厚度均有一定区别。
2、在相关技术中，热电发电模块在实际生产过程中，制造具有不同形状、大小以及厚度的分层电偶臂包含一系列复杂的工艺和技术过程，工况的多样性要求制备过程需要适应各种各样的操作环境以及工作条件。针对分层电偶臂，传统的制备方法涉及复杂的装配过程，电偶臂的多个层级结构通常分开制备后再进行组合成型，这一流程包括多个制备步骤的结合、组装以及大量使用的粘结、接口，这些过程会导致制造的热电模块中存在着相当数量的多层次、多接触点的界面结构，最终导致界面接触热阻的增多，降低热电转换效率。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种热电元件制备方法、装置和计算机存
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种热电元件制备方法，包括：
3、步骤1，根据电偶臂的温度梯度分区以及在不同所述温度梯度分区中的最佳热电优值选取热电材料，并通过球磨得到热电材料纳米颗粒材料；
4、步骤2，制造电偶臂模具，所述电偶臂模具呈筒状且沿延伸方向设置有与所述电偶臂的几何外形相匹配的多个筒段；
5、步骤3，将所述热电材料纳米颗粒材料填充到所述电偶臂模具内部，利用放电等离子烧结法处理所述电偶臂模具，以将所述电偶臂模具内的所述热电材料纳米颗粒材料成型为热电偶件；
6、步骤4，利用高温对所述热电器件进行加热，使所述电偶臂模具融化脱落形成热电器件；
7、步骤5，利用热压技术将所述热电器件的两端与导流片和绝缘基底板结合，形成热电模块产品。
8、可选地，所述步骤3还包括，利用磁控溅射技术在所述热电偶件的两端镀覆硅化物材料层。
9、可选地，所述热电材料包括bi2(tese)3、snse、sige、(bisb)2se3、pbte和fenbsb。
10、可选地，所述电偶臂模具的制备材料包括聚酰亚胺、高温尼龙、聚苯硫醚、聚芳醚酮、二氧化硅气凝胶和聚硅氮烷树脂。
11、可选地，在步骤3中，所述利用放电烧结法处理所述电偶臂模具的烧结温度范围为500至1000℃。
12、可选地，在步骤4中，对所述热电器件的加热温度范围为800至1300℃。
13、第二方面，本专利技术提供了一种热电元件制备装置，包括：
14、材料模块，用于根据电偶臂的温度梯度分区以及在不同所述温度梯度分区中的最佳热电优值选取热电材料，并通过球磨得到热电材料纳米颗粒材料；
15、模具制作模块，用于制造电偶臂模具，所述电偶臂模具呈筒状且沿延伸方向设置有与所述电偶臂的几何外形相匹配的多个筒段；
16、制备模块，用于将所述热电材料纳米颗粒材料填充到所述电偶臂模具内部，利用放电等离子烧结法处理所述电偶臂模具，以将所述电偶臂模具内的所述热电材料纳米颗粒材料成型为热电偶件；
17、加热模块，用于利用热压技术将所述热电偶件的两端与导流片和绝缘基底板结合，形成热电器件；
18、热压模块，用于利用高温对所述热电器件进行加热，使所述电偶臂模具融化脱落形成热电模块产品。
19、可选地，所述制备模块还用于利用磁控溅射技术在所述热电偶件的两端镀覆硅化物材料层。
20、第三方面，本专利技术还提供了一种热电元件制备装置，所述装置包括：
21、处理器；
22、用于存储处理器可执行的指令的存储器；
23、其中，所述处理器被配置为执行前述第一方面所述的热电元件制备方法。
24、第四方面，本专利技术还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现前述第一方面所述的热电元件制备方法。
25、本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
26、本专利技术所提供的多材料分段梯度掺杂热电材料的一体化sps制备方法不仅在设计和生产过程中具备灵活性，而且通过高效的sps法制备，使得热电模块能够更好地适应复杂多样化的工作环境需求。在简化传统热电产品中针对分层电偶臂分段制备并装配的复杂程度的同时，减少了传统工艺中粘结、接口的数量，从而显著降低了界面接触电阻，提高了热电元件的性能和系统稳定性。能够实现对具有不同几何结构和材料成分的分层电偶臂进行一体化成型制备，简化加工流程，有效提高热电发电模块的性能。
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1.一种热电元件制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的热电元件制备方法，其特征在于，所述步骤3还包括，利用磁控溅射技术在所述热电偶件(b)的两端镀覆硅化物材料层(c)。
3.根据权利要求1所述的热电元件制备方法，其特征在于，所述热电材料包括Bi2(TeSe)3、SnSe、SiGe、(BiSb)2Se3、PbTe和FeNbSb。
4.根据权利要求1所述的热电元件制备方法，其特征在于，所述电偶臂模具(a)的制备材料包括聚酰亚胺、高温尼龙、聚苯硫醚、聚芳醚酮、二氧化硅气凝胶和聚硅氮烷树脂。
5.根据权利要求1所述的热电元件制备方法，其特征在于，在步骤3中，所述利用放电烧结法处理所述电偶臂模具(a)的烧结温度范围为500至1000℃。
6.根据权利要求1所述的热电元件制备方法，其特征在于，在步骤4中，对所述热电器件的加热温度范围为800至1300℃。
7.一种热电元件制备装置，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的热电元件制备装置，其特征在于，所述制备模块(3)还用于利用磁控溅射技术
9.一种热电元件制备装置，其特征在于，所述装置包括：
10.一种存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的热电元件制备方法。
...【技术特征摘要】
1.一种热电元件制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的热电元件制备方法，其特征在于，所述步骤3还包括，利用磁控溅射技术在所述热电偶件(b)的两端镀覆硅化物材料层(c)。
3.根据权利要求1所述的热电元件制备方法，其特征在于，所述热电材料包括bi2(tese)3、snse、sige、(bisb)2se3、pbte和fenbsb。
4.根据权利要求1所述的热电元件制备方法，其特征在于，所述电偶臂模具(a)的制备材料包括聚酰亚胺、高温尼龙、聚苯硫醚、聚芳醚酮、二氧化硅气凝胶和聚硅氮烷树脂。
5.根据权利要求1所述的热电元件制备方法，其特征在于，在步骤3中，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴永佳，张鹏，陈召俊，王庆港，明廷臻，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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