【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热电材料，尤其是一种硒化银基复合室温热电材料及其制备方法。
技术介绍
1、物联网和可移动电子设备的发展使得自供电的电源、小型化的制冷元件以及快速响应的温度传感器等被大量需求。室温热电材料因有潜力作为这些关键电子元器件被广泛关注。此外，热电材料在对低品位废热回收上也表现出诱人的前景，这更激发了人们对高性能室温热电材料的研究。热电性能取决于热电优值，定义为zt＝s2σt/κ，其中s为seebeck系数，σ为电导率，κ为热导率，t为材料的绝对温度，s2σ也称为功率因子(pf)。高性能热电材料需要同时具备高功率因子和低热导率。
2、硒化银(ag2se)是一种n型窄带隙半导体，电子迁移率高，电性能良好，且具有超低的本征晶格热导率，在室温热电应用方面表现出良好的前景。通过掺杂/固溶，改变化学计量比，缺陷调控，复合第二相等手段可以有效提升ag2se的热电优值zt。其中，复合适当的第二相不仅可以优化材料的热电性能，还可以有效提高材料的机械性能。目前，已有多种材料被作为第二相引入ag2se中，例如碳纳米管、te、cuagse、agsbse2、agal等，但是这些第二相都是稳态的晶体材料。与晶体相比，因为非晶材料具有亚稳态特性，在复合非晶材料的制备过程中会出现不可控的情况，例如制备过程中的温度、酸碱度等都有可能导致非晶发生晶化转变，从而失去复合非晶第二相的意义。因此，在热电材料中引入非晶第二相的研究尚未得到广泛探索。然而，在非晶材料中，晶体典型的长程有序性的缺失使非晶态纳米材料具有一些非常规的结构特征，例如丰富的表面悬挂键
技术实现思路
1、针对当前在热电材料中引入非晶纳米第二相值存在的技术难点，本专利技术提供一种硒化银基复合室温热电材料及其制备方法，具体是，所述热电材料为复合非晶纳米sb2(s,se)3的ag2se基材料。
2、首先通过溶剂热反应和室温超声辅助法分别合成了多晶ag2se和纳米尺度的非晶sb2s3，随后在室温下通过液相复合方法成功将非晶纳米sb2s3均匀引入ag2se基体中，再结合放电等离子烧结技术制备得到块体ag2se/sb2(s,se)3复合热电材料。
3、所述ag2se/sb2(s,se)3复合热电材料的具体制备方法步骤如下：
4、s1、制备纯相ag2se粉体，具体如下：
5、s11、将agno3溶于乙二醇中，加入se粉，搅拌至se粉均匀分散于溶液中，得到分散液；agno3与se粉的用量摩尔比为2:1。
6、s12、向分散液中加入naoh溶液，搅拌均匀后，升温至200-250℃，反应24h。
7、s13、反应结束后离心分离收集固体产物，固体产物经过清洗并真空干燥，得到纯相ag2se粉体。
8、s2、制备非晶纳米sb2s3粉体，具体如下：
9、s21、将sbcl3溶于hcl溶液中，得到溶液a；将na2s·9h2o溶于naoh溶液中，得到溶液b；sbcl3和na2s·9h2o的用量摩尔比为2:3。
10、s22、在连续的超声振荡过程中，将溶液b缓慢滴加到溶液a中，继续超声2h，然后离心分离收集固体产物，进一步清洗并干燥，得到非晶纳米sb2s3粉体。
11、s3、制备ag2se/sb2(s,se)3复合热电材料，具体如下：
12、s31、将纯相ag2se粉体超声分散于酸性水中，形成ag2se分散液；将sb2s3粉体超声分散于另一份酸性水中，形成sb2s3分散液。
13、s32、在连续超声条件下将ag2se分散液滴入sb2s3分散液中，然后机械搅拌2-3h，再静置使粉体沉淀，收集沉淀的粉体并真空干燥，真空干燥温度为50-70℃，干燥时间20-24h，得到ag2se/sb2s3复合粉体。该步骤中，通过静电吸附结合力，非晶纳米sb2s3均匀修饰于ag2se粉体表面。
14、s33、将ag2se/sb2s3复合粉体经过放电等离子烧结成块体，烧结压力为45mpa，烧结温度为300-380℃，保温时间5-7min，最终得到ag2se/sb2(s,se)3复合热电材料。
15、优选的是，步骤s31中，sb2s3粉体的用量占纯相ag2se粉体质量的0.1-0.6％。
16、优选的是，步骤s31中，使用的酸性水为调节ph＝3的水溶液。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：
18、(1)本专利技术中非晶态sb2s3作为第二相，由于其亚稳态特性，非晶sb2s3中s在放电等离子烧结中易挥发，使得第二相缺乏阴离子，阴离子的缺失促使第二相与基体中的阴离子发生反应以补偿电荷，即第二相容易与ag2se基体中的se反应；ag2se基体中少量se进入非晶材料形成三元非晶sb2(s,se)3第二相。
19、(2)本专利技术的热电材料中通过引入三元非晶sb2(s,se)3第二相优化了热电性能；sb2(s,se)3可以调节硒化银基体的成分，从而调节材料的载流子浓度和能带结构；抑制电子的热激发，并且sb2(s,se)3能强烈散射声子，显著降低材料的热导率，使得材料获得高热电优值和高平均热电优值；在300k到390k的温度区间内，ag2se/sb2(s,se)3复合材料的平均zt值高于1，显著优于纯相ag2se材料。
20、(3)现有技术中由于非晶材料在高温下容易发生晶化转变，非晶材料很难通过传统的熔融法、机械合金法和一步溶剂热法进行复合。本专利技术采用了较为温和的室温超声辅助液相复合的方法，利用两种材料表面电位相反的特性，实现非晶sb2s3在ag2se粉体的均匀混合。随后进行放电等离子快速烧结，实现了非晶sb2s3与基体材料ag2se的化学反应，得到ag2se/sb2(s,se)3复合热电材料。
21、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.一种硒化银基复合室温热电材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的硒化银基复合室温热电材料的制备方法，其特征在于，步骤S31中，Sb2S3粉体的用量占纯相Ag2Se粉体质量的0.1-0.6％。
3.如权利要求1所述的硒化银基复合室温热电材料的制备方法，其特征在于，步骤S31中，使用的酸性水为调节PH＝3的水溶液。
4.如权利要求1所述的硒化银基复合室温热电材料的制备方法，其特征在于，步骤S32中，真空干燥温度为50-70℃，干燥时间20-24h。
5.如权利要求1所述的硒化银基复合室温热电材料的制备方法，其特征在于，步骤S1制备纯相Ag2Se粉体的方法如下：
6.如权利要求5所述的硒化银基复合室温热电材料的制备方法，其特征在于，步骤S11中AgNO3与Se粉的用量摩尔比为2:1。
7.如权利要求1所述的硒化银基复合室温热电材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中制备非晶纳米Sb2S3粉体的方法如下：
8.如权利要求7所述的硒化银基复合室温热电材料的制备方法，其特征在于，步
9.一种硒化银基复合室温热电材料，其特征在于，采用权利要求1-8任意一项所述制备方法制成。
...【技术特征摘要】
1.一种硒化银基复合室温热电材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的硒化银基复合室温热电材料的制备方法，其特征在于，步骤s31中，sb2s3粉体的用量占纯相ag2se粉体质量的0.1-0.6％。
3.如权利要求1所述的硒化银基复合室温热电材料的制备方法，其特征在于，步骤s31中，使用的酸性水为调节ph＝3的水溶液。
4.如权利要求1所述的硒化银基复合室温热电材料的制备方法，其特征在于，步骤s32中，真空干燥温度为50-70℃，干燥时间20-24h。
5.如权利要求1所述的硒化银基复合室温热电材料的制备方...
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