【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热电器件领域，具体涉及热电器件及其制备方法。
技术介绍
1、热电材料通过温度差转换为电能，从而为许多应用场景提供了高效能的能源转换解决方案。例如：汽车尾气能量回收场景、可穿戴技术场景以及太阳能发电等场景中。
2、虽然热电材料具有非常大的潜力，但是，热电材料的转化效率同样受到了多种因素的限制。其中，高温工作条件下热电材料的热稳定性，是影响热电材料转化效率的一项非常关键的因素。
3、热电材料的热稳定性主要是指，传统热电材料（例如：bi2te3、pbte和gete等）因为热膨胀而导致性能下降。同时在长时间处于温度变化时，热电材料材料频繁膨胀收缩，可能导致材料的热疲劳，引起材料的界面损伤。此外，热膨胀也可能导致热电材料与其他组件的界面失配，从而增加界面热阻，最终导致整体的能量转换效率降低（如图3所示，随着温度升高，热电器件的功率降低）。
技术实现思路
1、本专利技术提供热电器件及其制备方法，其目的在于解决现有技术中的热电器件在高温环境下，功率降低的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供一种热电器件，包括；
3、陶瓷外壳，
4、热电臂，所述热电臂由热电材料制成，所述热电臂安装于所述陶瓷外壳内部，所述热电臂被所述陶瓷外壳包裹，所述陶瓷外壳可限制所述热电臂进行热膨胀，且所述热电臂进行热膨胀时，所述陶瓷外壳内部的压力上升；
5、电极，所述电极与所述热电臂连接。
6、本方案中将热电臂容纳于陶瓷外壳
7、优选地，为了保证陶瓷外壳不会受热膨胀，保证陶瓷外壳在高温环境下可以稳定限制热电材料的膨胀。本方案所述陶瓷外壳由负热膨胀材料或者低热膨胀材料制成。
8、本方案中由于陶瓷外壳由负热膨胀材料或者低热膨胀材料制成，因此，当陶瓷外壳处于高温环境下时，陶瓷外壳不会受热膨胀，陶瓷外壳能够紧紧约束住热电臂。
9、而如果将陶瓷外壳采用高热膨胀材料制成，陶瓷外壳在受热时会膨胀，进而导致陶瓷外壳无法限制热电臂膨胀。
10、优选地，为了制备陶瓷外壳，本方案优选所述陶瓷外壳由la2zr2o7、dy2zr2o7、yb2zr2o7、la2ce2o7、ag8tl2te5或ag7site6材料制成。上述的材料都具有较低的热膨胀率或者附膨胀率。故由其制备得到的陶瓷外壳，在高温环境下可以稳定限制热电臂。
11、优选地，为了避免外界热量大量进入陶瓷外壳内部。本方案所述陶瓷外壳内部设置有热障涂层。
12、优选地，本方案优选所述热障涂层为硅氧烷涂层或陶瓷纳米涂层。
13、优选地，本方案所述热电臂可以由单层热电材料形成。
14、或者，本方案中的热电臂也可以由多层分段式热电材料组合形成。
15、优选地，为了实现将热电臂的稳定限制，本方案所述陶瓷外壳形成有容纳腔，所述容纳腔用于容纳热电臂，所述容纳腔的形状和尺寸与所述热电臂的形状与尺寸适配。
16、本方案中当热电臂容纳于容纳腔内部时，由于热电臂的形状与尺寸与容纳腔的形状和尺寸适配，故热电臂可以被陶瓷外壳紧紧包裹，陶瓷外壳限制热电臂热膨胀的效果更佳。
17、优选地，为了避免形成间隙，防止热电材料与空气接触而氧化。本方案所述电极分别设置于所述容纳腔两端，所述电极将所述容纳腔两端封闭。
18、本方案中通过电极将容纳腔的上下两端都进行封闭，容纳腔形成封闭腔体。因此，当热电臂容纳于封闭腔室中时，热电臂与外界隔离，解决了热电材料与空气接触而出现氧化的问题。
19、本专利技术第二方面提供了一种制备上述热电器件的制备方法，包括以下步骤；
20、s1，将热电材料装入进陶瓷外壳内部；
21、s2，将容纳有热电材料的陶瓷外壳通过热压烧结工艺进行烧结；
22、s3，烧结完成后，将电极安装至陶瓷外壳两端，并使其与热电臂连接。
23、本专利技术第二方面通过热压烧结工艺实现将热电材料与陶瓷外壳烧结制备在一起，步骤简单，同时效率也更高。
24、本专利技术的有益效果在于：第一，由于陶瓷外壳的受限制设计，热电材料即使在长时间高温环境下工作，也能保持其原有形状和尺寸，热电器件不会因为高温而导致功率大幅度降低。
25、第二，由于陶瓷外壳的受限制设计，热电材料在陶瓷外壳内部会挤压陶瓷外壳，陶瓷外壳内部便可形成压力环境。在压力增加的环境下，热电材料的功率因子会大幅度增加，使得热电器件的功率反而得到大幅增加。
26、第三，由于陶瓷外壳无法导电，故热电器件产生的电流在内部流动，电流不会泄漏。
27、第四，陶瓷外壳进行温度传导的效果较差，热电器件的两端便可形成温度差，保证热电器件的正常工作。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种热电器件，其特征在于：包括；
2.根据权利要求1所述的热电器件，其特征在于：所述陶瓷外壳由负热膨胀材料或者低热膨胀材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的热电器件，其特征在于：所述陶瓷外壳由La2Zr2O7、Dy2Zr2O7、Yb2Zr2O7、La2Ce2O7、Ag8Tl2Te5或Ag7SiTe6材料制成。
4.根据权利要求1所述的热电器件，其特征在于：所述陶瓷外壳内部设置有热障涂层。
5.根据权利要求4所述的热电器件，其特征在于：所述热障涂层为硅氧烷涂层或陶瓷纳米涂层。
6.根据权利要求1所述的热电器件，其特征在于：所述热电臂由单层热电材料形成；
7.根据权利要求1所述的热电器件，其特征在于：所述陶瓷外壳形成有容纳腔，所述容纳腔用于容纳热电臂，所述容纳腔的形状和尺寸与所述热电臂的形状与尺寸适配。
8.根据权利要求7所述的热电器件，其特征在于：所述电极分别设置于所述容纳腔两端，且所述电极可以将所述容纳腔两端封闭。
9.一种制备权利要求1~8任一项所述热电器件的制备方法，其特征在
...【技术特征摘要】
1.一种热电器件，其特征在于：包括；
2.根据权利要求1所述的热电器件，其特征在于：所述陶瓷外壳由负热膨胀材料或者低热膨胀材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的热电器件，其特征在于：所述陶瓷外壳由la2zr2o7、dy2zr2o7、yb2zr2o7、la2ce2o7、ag8tl2te5或ag7site6材料制成。
4.根据权利要求1所述的热电器件，其特征在于：所述陶瓷外壳内部设置有热障涂层。
5.根据权利要求4所述的热电器件，其特征在于：所述热障涂层为...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。