應(yīng)用于熱電模組制備過程的定位夾緊裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明涉及定位夾緊裝置，尤其是涉及一種應(yīng)用于熱電模組制備過程的定位夾緊裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]溫差發(fā)電器是能將熱能直接轉(zhuǎn)化成電能的固態(tài)裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、無運(yùn)動部件、綠色環(huán)保等優(yōu)點，在廢熱回收利用方面有著良好的應(yīng)用前景。熱電模組是溫差發(fā)電器的核心部件，由陶瓷片、導(dǎo)電電極和P、N型熱電臂組成。工作時，熱電模組兩端具有一定的溫度差，熱激發(fā)作用引起P、N型熱電臂內(nèi)部載流子移動，形成電動勢，目前應(yīng)用得較多的熱電材料有Bi2Te3、PbTe, SiGe等；導(dǎo)電電極將多對P、N型熱電臂串聯(lián)或并聯(lián)起來，具有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，如Cu、Ag、N1、Fe等；陶瓷片將熱電臂和導(dǎo)電電極與熱源和冷卻裝置隔離開來，具有良好的導(dǎo)熱性和絕緣性，如A1203、AIN等。
[0003]熱電模組制備過程主要分為兩個步驟:1、陶瓷片和導(dǎo)電電極之間的連接；2、P、N型熱電臂和導(dǎo)電電極之間的連接。陶瓷片和導(dǎo)電電極之間的連接工藝日趨成熟，目前采用較多的方法是陶瓷表面金屬化法，具體過程為先對陶瓷表面進(jìn)行金屬化處理，然后采用燒結(jié)或其他方法在陶瓷表面涂鍍一層金屬作為中間層，最后用一般釬料將金屬鍍層和導(dǎo)電電極連接在一起。
[0004]P、N型熱電臂和導(dǎo)電電極之間的連接，目前采用較多的方法是釬焊法。加熱前，將釬料置于P、N型熱電臂和導(dǎo)電電極之間，并施加適當(dāng)?shù)膲毫?；加熱后，釬料熔化，由于毛細(xì)血管作用釬料填滿P、N型熱電臂和導(dǎo)電電極之間的縫隙，并與P、N型熱電臂和導(dǎo)電電極發(fā)生相互溶解和原子擴(kuò)散，形成固溶體組織；加熱完成后保溫一段時間，然后隨爐冷卻，形成具有良好強(qiáng)度和塑性的釬焊接頭，完成P、N型熱電臂和導(dǎo)電電極之間的連接。
[0005]由于單對P、N型熱電臂發(fā)電量很小，可以將多對P、N型熱電臂串聯(lián)或并聯(lián)，增大熱電模組的輸出電壓或輸出電流。當(dāng)P、N型熱電臂串聯(lián)或并聯(lián)方式改變時，對應(yīng)更改導(dǎo)電電極在上下陶瓷片的布置位置；當(dāng)P、N型熱電臂數(shù)量和排布方式改變時，對應(yīng)更改前后、左右定位塊的長度和及其導(dǎo)向槽的數(shù)量。這種應(yīng)用于熱電模組制備過程的定位夾緊裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和實用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于熱電模組制備過程的定位夾緊裝置，采用先定位、后夾緊、再撤除定位裝置的方式，可快速實現(xiàn)多對P、N型熱電臂和導(dǎo)電電極之間的定位和夾緊，然后通過釬焊方法實現(xiàn)多對P、N型熱電臂和導(dǎo)電電極之間的連接，完成熱電模組的制備。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明包括夾緊裝置、上夾緊板，一面己釬焊有位置已確定導(dǎo)電電極的上陶瓷片，P型熱電臂，N型熱電臂，一面己釬焊有位置已確定導(dǎo)電電極的下陶瓷片，下夾緊板，前、后定位塊，左、右定位塊，前后定位條和左右定位條。
[0008]前、后定位塊，左、右定位塊分別通過自身凹槽和凸臺相互定位圍成矩形空間，在矩形空間內(nèi)安裝下夾緊板，下陶瓷片定位在下夾緊板凹槽中；順著前、后定位塊方向等距布置有多條導(dǎo)向槽，多條導(dǎo)向槽內(nèi)分別裝有前后定位條，順著左、右定位塊方向等距布置有多條導(dǎo)向槽，多條導(dǎo)向槽內(nèi)分別裝有左右定位條，前后定位條位于左右定位條之下，兩者交叉形成矩形定位槽；下陶瓷片位于前后定位條下面；上陶瓷片定位在上夾緊板下端面凹槽中，在矩形定位槽內(nèi)依次交叉放置P型熱電臂和N型熱電臂，P型熱電臂和N型熱電臂的兩端分別與下陶瓷片的導(dǎo)電電極和上陶瓷片的導(dǎo)電電極相接觸；裝配前上下陶瓷片導(dǎo)電電極表面均勻涂覆釬焊焊料，上夾緊板和下夾緊板之間通過夾緊裝置，實現(xiàn)對上陶瓷片的導(dǎo)電電極、P型熱電臂和N型熱電臂和下陶瓷片的導(dǎo)電電極的夾緊。
[0009]所述前后定位條和左右定位條條數(shù)相同或條數(shù)不相同。
[0010]所述夾緊裝置包括四根螺柱、四根彈簧、四片墊片和四個螺母；四根螺柱分別裝在下夾緊板四角上，四根螺柱穿過上夾緊板后，每根螺柱均套有彈簧和墊片，并用螺母鎖緊。
[0011]本發(fā)明具有的有益效果是:
1.該裝置可快速實現(xiàn)對多對P、N型熱電臂和導(dǎo)電電極之間的定位和夾緊，并將夾緊好的熱電模組整體置入真空釬焊爐中，完成P、N型熱電臂和導(dǎo)電電極之間的連接；
2.該裝置采用夾緊板、螺柱、彈簧、墊片和螺母的夾緊方式，可在較寬溫度范圍內(nèi)有效補(bǔ)償因熱電臂和導(dǎo)電電極不同熱膨脹系數(shù)引起的熱應(yīng)力，穩(wěn)定預(yù)緊力，保證后續(xù)釬焊過程順利進(jìn)行；
3.該裝置采用先定位、后夾緊、再撤除定位裝置的設(shè)計思想，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，在熱電模組制備過程中具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和實用性。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)原理圖。
[0013]圖2是導(dǎo)電電極和下陶瓷片焊接后的俯視圖(以4乘4熱電單元為例)。
[0014]圖3是導(dǎo)電電極和上陶瓷片焊接后的俯視圖(以4乘4熱電單元為例)。
[0015]圖4是熱電臂定位圖。
[0016]圖5是熱電模組定位夾緊正視圖。
[0017]圖6是撤除定位裝置后的熱電模組夾緊正視圖。
[0018]圖中:1.前、后定位塊，2.左、右定位塊，3.下夾緊板，4.下陶瓷片，5.導(dǎo)電電極，6.上陶瓷片，7.P型熱電臂，8.N型熱電臂，9.螺柱，10.螺母，11.墊片，12.彈簧，13.上夾緊板，14.前后定位條，15.左右定位條。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0020]如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明包括夾緊裝置、上夾緊板13，一面己釬焊有位置已確定導(dǎo)電電極5的上陶瓷片6，P型熱電臂7，N型熱電臂8，一面己釬焊有位置已確定導(dǎo)電電極5的下陶瓷片4，下夾緊板3，前、后定位塊1，左、右定位塊2，前后定位條14和左右定位條15。
[0021]如圖1、圖3、圖4、圖5所示，前、后定位塊1，左、右定位塊2分別通過自身凹槽和凸臺相互定位圍成矩形空