一种用单晶硫化铋前驱粉体制备多晶织构热电材料的方法技术

本发明专利技术属于能源材料技术领域，尤其涉及一种用单晶硫化铋前驱粉体制备多晶织构热电材料的方法，该方法具体包括以下步骤：以取向一致的单晶硫化铋（Bi2S3-x,X的取值为：0≤x≤0.5）粉体（包括纳米片、纳米管、纳米线）为前驱粉体，采用放电等离子烧结技术，加压快速烧结，使得单晶粉体趋于沿垂直于压力方向排列，并冻结形成高织构度的致密多晶块体热电材料，通过调整施加压力，烧结温度和保温时间控制块体材料的织构度、晶粒度及致密度。多晶材料由于织构而表现出强的各向异性，电传输性能得到较大提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源材料
，特别涉及制备工艺简单、快捷、有利于提高多晶块体热电材料性能的一种用单晶前驱粉体制备多晶织构热电材料的方法。
技术介绍
近年来，环境和能源问题越来越受到人类社会的重视，作为能够直接实现热能和电能相互转化，有利于提高能源综合利用率，并且无污染、零排放的热电材料也日益受到人们的关注。以热电材料为核心模块的热电装置，具有结构轻便、体积小、寿命长、工作环境温和等优点，在半导体制冷、温差电池等方面有着广泛的应用前景。在与常规的制冷方式和传统电源的竞争中，热电器件的关键是要提高电子制冷和温差电池的效率，其主要途径是提高热电材料的性能。热电性能以无量纲热电优值ZT来表征，ZT=TS20/K，S是赛贝克系数， σ是电导率，κ是热导率，T是绝对温度。性能良好的热电材料需要具有高的赛贝克系数， 高的电导率和低的热导率。碲化铋Bi2Te3是目前室温性能最好的热电材料，已经得到了实际运用，其ZT达到 1.4。作为同样是 IV-VA 族化合物的 Bi2S3，具有高的 Seebeck 系数和低的热导率，使其有望成为替代Bi2Te3的新型热电材料，而且S元素的地球丰度远远高于Te，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用单晶硫化铋前驱粉体制备多晶织构热电材料的方法，　其特征在于，具体工艺流程如下：步骤１：将取向一致的单晶Ｂｉ２Ｓ３－ｘ的纳米片、纳米管或纳米线粉体置于在酒精中超声分散１０～６０　ｍｉｎ，烘干后置于玛瑙研钵中进行研磨１０～６０　ｍｉｎ，使宏观颗粒细化并解除团聚；其中，Ｘ的取值为：０≤ｘ≤０．５；步骤２：将经上述步骤处理过的所述取前驱粉体放置于直径为１０～３０　ｍｍ的石墨模具中，将所述石墨模具放置在放电等离子烧结炉中，在压力为２０～８０　ＭＰａ，，温度为５７３～８７３　Ｋ进行烧结，保温０～１０　ｍｉｎ，即获得高织构度的致密多晶块体热电材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张波萍，葛振华，于昭新，韩成功，赵笑昆，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11