一种Cu掺杂立方相Ca₂Si热电材料

摘要

本发明公开了一种Cu掺杂立方相Ca₂Si热电材料，其是将Ca粉、Si粉和Cu粉在Ar气保护气氛下混合均匀后，将所得混合物粉末与研磨钢球在Ar气保护气氛中放入真空不锈钢球磨罐中密封，经球磨反应后采用等离子烧结的方式进行真空烧结压片，即得片状Cu掺杂立方相Ca₂Si热电材料。由于Cu元素具有和碱土金属类似的性质，当Cu元素加入后，容易取代Ca位，作为施主掺杂，提供导电电子作为载流子，从而提高材料的电导率与热电性能。本发明具有工艺简单、操作容易、成本低等优势，所得Cu掺杂立方相Ca₂Si热电材料纯度较高，结合紧密，有较好的产业化前景。

主权项

一种Cu掺杂立方相Ca₂Si热电材料，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：1）将Ca粉、Si粉和Cu粉在Ar气保护气氛下混合均匀，得到混合物粉末；2）在Ar气保护气氛下，将步骤1）所得混合物粉末与研磨钢球放入真空不锈钢球磨罐中，密封；3）将步骤2）准备好的真空不锈钢球磨罐放入球磨机中，以500~2000 rpm的转速球磨5~100 h，使混合物粉末充分反应；4）将步骤3）反应好的粉末取出，装入所需规格的不锈钢模具中，采用等离子烧结的方式，在50~600 MPa的压力下升温至100~500 ℃，保持10~120 min进行真空烧结压片，即得片状Cu掺杂立方相Ca₂Si热电材料。