一种P型碲化铋基热电复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种P型碲化铋基热电复合材料及其制备方法与应用，将基体Bi<subgt;0.5</subgt;Sb<subgt;1.5</subgt;Te<subgt;3</subgt;和磁性第二相CuCr<subgt;2</subgt;Se<subgt;4</subgt;按质量百分比进行研磨混粉，将混合后的粉末进行真空热压烧结反应，得到Bi<subgt;0.5</subgt;Sb<subgt;1.5</subgt;Te<subgt;3</subgt;‑x％CuCr<subgt;2</subgt;Se<subgt;4</subgt;，其中0＜x％≤1％，x％表示磁性第二相CuCr<subgt;2</subgt;Se<subgt;4</subgt;与基体Bi<subgt;0.5</subgt;Sb<subgt;1.5</subgt;Te<subgt;3</subgt;的质量百分比。采用复合的策略，体系的功率因子PF显著提升，晶格热导率显著下降，表现出优良的热电性能。特别地，对于x＝0.3％的成分，功率因子达到了32.6μW/(cm·K<supgt;2</supgt;)，在375K时热电优值zT达到最大值1.30，同时300K至500K的平均热电优值zT为1.15。与现有技术相比，本发明专利技术在基体Bi<subgt;0.5</subgt;Sb<subgt;1.5</subgt;Te<subgt;3</subgt;中引入磁性第二相CuCr<subgt;2</subgt;Se<subgt;4</subgt;可以提高功率因子，降低晶格热导率，最终优化热电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热电材料，尤其是涉及一种p型碲化铋基热电复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

1、在能源的生产、消费和管理过程中，有接近70％的能源以热能的形式浪费掉了。如果能将这些废热重新回收利用，则能有效改善能源结构，缓解能源消耗压力。热电材料可以直接将电能转化为热能用于冷却或加热，或回收废热并将其转化为电能。热电技术作为一种绿色能源技术和环保型制冷技术，被认为有潜力为减少温室气体排放做出重要贡献，并提供更清洁的能源形式，因此在近些年来受到社会越来越广泛的关注。

2、热电材料起源与三个与热电转换有关的基本效应：塞贝克效应(sebeck effect)、帕尔帖效应(peltier effect)和汤姆逊效应(thomson effect)，这三种效应是实现热电器件应用的理论基础。热电器件具有结构简单、无运动部件、无噪音、可靠性高、寿命长等优点，广泛用于航空航天、军事、电子、医疗等领域。热电材料的性能优劣通常采用无量纲热电优值zt来评价，zt值的大小决定了热电材料在应用过程中发电或制冷的能量转换效率。通常zt＝s2σt/κ，其中s、σ、κ、t分本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种P型碲化铋基热电复合材料，其特征在于，P型碲化铋基热电复合材料的组成化学式为Bi0.5Sb1.5Te3-x％CuCr2Se4，其中0＜x％≤1％，x％表示磁性第二相CuCr2Se4与基体Bi0.5Sb1.5Te3的质量百分比。

2.根据权利要求1所述的一种P型碲化铋基热电复合材料，其特征在于，所述的Bi0.5Sb1.5Te3-x％CuCr2Se4的电导率为39100～115000S/m，塞贝克系数为151～242μV/K，功率因子为9.5～32.6μW/(cm·K2)，热导率为0.84～1.13W/(m·K)，zT值为0.68～1.30。

<p>3.一种如权利要...

【技术特征摘要】

1.一种p型碲化铋基热电复合材料，其特征在于，p型碲化铋基热电复合材料的组成化学式为bi0.5sb1.5te3-x％cucr2se4，其中0＜x％≤1％，x％表示磁性第二相cucr2se4与基体bi0.5sb1.5te3的质量百分比。

2.根据权利要求1所述的一种p型碲化铋基热电复合材料，其特征在于，所述的bi0.5sb1.5te3-x％cucr2se4的电导率为39100～115000s/m，塞贝克系数为151～242μv/k，功率因子为9.5～32.6μw/(cm·k2)，热导率为0.84～1.13w/(m·k)，zt值为0.68～1.30。

3.一种如权利要求1或2所述的p型碲化铋基热电复合材料的制备方法，其特征在于，将基体bi0.5sb1.5te3和磁性第二相cucr2se4按质量百分比进行研磨混粉，将混合后的粉末进行真空热压烧结反应，得到bi0.5sb1.5te3-x％cucr2se4。

4.根据权利要求3所述的一种p型碲化铋基热电复合材料的制备方法，其特征在于，基体bi0.5sb1.5te3与磁性第二相cucr2se4的质量百分比为0～1％。

5.根据权利要求3所述的一种p型碲化铋基热电复合材料的制备方法，其特征在于，所述真空热压烧结反应的压力为40～80mpa，油压为9～10kn，当真空度小于6pa时，以150～250a的电流进行升温，以50～60℃/min的升温速率升温至150～250℃时保温1～5min，以0～60℃/min的升温速率升温至350～450℃，保温保压10～40min，真空热压烧结反应结束后撤压撤温，自然冷却至室温，得到bi0.5sb1.5te3-x％cucr2se4。

6.根据权利要求3所述的一种p型碲化铋基热电复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：张继业，唐元瑞，蔡德威，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：