系熱電材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種具有低電導(dǎo)率的非晶態(tài)的SnTe-1n2Te3系塊狀熱電材料及其制備方法，涉及熱電材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]熱電材料的研究，目前主要集中在降低熱電材料的熱導(dǎo)率方面。為了降低熱電材料的熱導(dǎo)率，將材料低維化是一個有效的方法，常用技術(shù)集中在摻雜、薄膜、納米化等方面。在熱導(dǎo)率方面，非晶材料的熱導(dǎo)率大大低于其晶體材料的熱導(dǎo)率，這是由于非晶態(tài)在結(jié)構(gòu)上完全不同于晶態(tài)，晶態(tài)結(jié)構(gòu)特征突出有序，而非晶態(tài)結(jié)構(gòu)特征則突出無序，這個結(jié)構(gòu)特征的不同賦予了非晶態(tài)更加優(yōu)異的熱學(xué)性能。因此，非晶態(tài)極有可能為探索新型高熱電優(yōu)值ZT熱電材料提供新的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在上述理論基礎(chǔ)上，本發(fā)明的目的在于提供了一種低熱導(dǎo)率的、非晶態(tài)的SnTe-1n2Te3系塊狀熱電材料及其制備方法。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的制備方法包括兩個主要步驟:熔體甩帶工藝(MS)和放電等離子燒結(jié)(SPS)工藝。
[0005]較佳地，所述SnTe-1n2Te3系熱電材料的組分為SnTe與In 2Te3的摩爾比為30/70、35/65、40/60、50/50、64/36。
[0006]較佳地，所述熔體甩帶(MS)工藝參數(shù)為:加熱功率:15kW ;循環(huán)水溫:10~12°C ；壓強差:0.035MPa ;銅輥轉(zhuǎn)速:50m/s ;銅輥表面清潔度:保持清潔光滑；石英管尖嘴大小:
0.5mm ;恪煉合金均勾性:均勾，無氣孔，無分層；石英管距銅棍表面高度:1cm ;吹氣方式:完全熔融后延遲l~2s ;感應(yīng)熔煉合金狀態(tài):合金打磨外表面，并砸碎。
[0007]較佳地，所述放電等離子燒結(jié)(SPS)工藝參數(shù)為:燒結(jié)溫度為160°C，燒結(jié)壓力為
8.5kN，壓強300MPa，升溫曲線為:用lmin快速升溫到140。。，在10s后達到150°C，再經(jīng)5s到達155°C，然后經(jīng)5s達160°C;最后燒結(jié)溫度維持在160土 1°C，在該溫度下保溫保壓5min。
[0008]有益效果
通過本發(fā)明提供的制備方法，可以獲得具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的SnTe-1n2Te3系塊狀熱電材料，所述材料具有極低的熱導(dǎo)率，在423K時熱導(dǎo)率Jnin=0.173ffm 'k ^
【具體實施方式】
[0009]實施例1
一種SnTe-1n2Te3系熱電材料及其制備方法，所述SnTe-1n 2Te3系熱電材料的組分為SnTe與In2Te3的摩爾比為35:65 ;所述制備方法包括熔體甩帶工藝(MS)和放電等離子燒結(jié)(SPS)工藝；所述熔體甩帶(MS)工藝參數(shù)為:加熱功率:15kW ;循環(huán)水溫:10~12°C ;壓強差:
0.035MPa ;銅輥轉(zhuǎn)速:50m/s ;銅輥表面清潔度:保持清潔光滑；石英管尖嘴大小:0.5mm ;熔煉合金均勻性:均勻，無氣孔，無分層；石英管距銅輥表面高度:1cm ;吹氣方式:完全熔融后延遲l~2s ;感應(yīng)熔煉合金狀態(tài):合金打磨外表面，并砸碎；所述放電等離子燒結(jié)(SPS)工藝參數(shù)為:燒結(jié)溫度為160°C，燒結(jié)壓力為8.5kN，壓強300MPa，升溫曲線為:用lmin快速升溫到140°C，在10s后達到150°C，再經(jīng)5s到達155°C，然后經(jīng)5s達160°C;最后燒結(jié)溫度維持在160 ±1°C，在該溫度下保溫保壓5min。
[0010]上述實施例，只是本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限制本發(fā)明實施范圍，故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種SnTe-1n2Te3系熱電材料及其制備方法，通過熔體甩帶工藝(MS)和放電等離子燒結(jié)(SPS)工藝，獲得組分為SnTe與In2Te3的摩爾比為30/70、35/65、40/60、50/50、64/36的SnTe-1n2Te3系熱電材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SnTe-1n2Te3系熱電材料，其特征在于:所述SnTe_In 21^3系熱電材料的組分為SnTe與In2Te3的摩爾比為30/70、35/65、40/60、50/50、64/36。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法主要包括熔體甩帶工藝(MS)和放電等離子燒結(jié)(SPS)工藝。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述熔體甩帶(MS)工藝參數(shù)為:加熱功率:15kW ;循環(huán)水溫:10~12°C ;壓強差:0.035MPa ;銅輥轉(zhuǎn)速:50m/s ;銅輥表面清潔度:保持清潔光滑；石英管尖嘴大小:0.5mm ;熔煉合金均勻性:均勻，無氣孔，無分層；石英管距銅輥表面高度:1cm ;吹氣方式:完全熔融后延遲l~2s ;感應(yīng)熔煉合金狀態(tài):合金打磨外表面，并砸碎。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述放電等離子燒結(jié)(SPS)工藝參數(shù)為:燒結(jié)溫度為160°C，燒結(jié)壓力為8.5kN，壓強300MPa，升溫曲線為:用lmin快速升溫到140°C，在10s后達到150°C，再經(jīng)5s到達155°C，然后經(jīng)5s達160°C ;最后燒結(jié)溫度維持在160± 1°C，在該溫度下保溫保壓5min。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，獲得了SnTe-1n 2Te3系低熱導(dǎo)率塊體熱電材料，所述材料為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，具備極低的熱導(dǎo)率，在423K時熱導(dǎo)率他iin=0.173ffm 'k ^
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種SnTe-In2Te3系熱電材料及其制備方法，所述SnTe-In2Te3系熱電材料組分為SnTe與In2Te3的摩爾比為30/70、35/65、40/60、50/50、64/36；所述制備方法包括兩個主要步驟：熔體甩帶工藝（MS）和放電等離子燒結(jié)（SPS）工藝。通過所述制備方法，獲得了低熱導(dǎo)率的非晶相的塊體SnTe-In2Te3系熱電材料。
【IPC分類】H01L35/34, H01L35/16
【公開號】CN105304808
【申請?zhí)枴緾N201510632172
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】涂艷麗
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年9月29日