一种制备高热电性能金属氧化物的方法

摘要

本发明公开了一种制备高热电性能金属氧化物的方法，包括以下三个步骤：a、异质原子掺杂的金属氧化物纳米颗粒的合成；b、机械球磨混合；和c、金属氧化物纳米颗粒的烧结。本发明采用燃烧法制备异质原子掺杂的金属氧化物纳米颗粒，合成简单快速，一步合成，且重复性高。本发明在降低热导率的同时最大限度地提高与电学性能相关的功率因子，从而大幅度地提高热电材料的ZT值，即热电性能。

主权项

一种制备高热电性能金属氧化物的方法，其特征在于，包括以下三个步骤：a、将金属氧化物纳米颗粒、与金属氧化物匹配的掺杂元素对应的盐类、尿素三者混合后在空气环境中500～700℃下燃烧反应30～120分钟得到异质原子掺杂的金属氧化物纳米颗粒；所述与金属氧化物匹配的掺杂元素对应的盐类与金属氧化物纳米颗粒质量比为0.016～3.375:1，所述尿素的质量是金属氧化物纳米颗粒和掺杂元素对应的盐类两者共同质量之和的1～3倍；b、将步骤a中得到的异质原子掺杂的金属氧化物纳米颗粒和与其对应的金属颗粒倒入球磨罐中，然后加满无水乙醇于300～600RPM的转速下球磨12～36小时，得到的沉淀经无水乙醇清洗，然后在80～120℃下干燥得到产物；所述金属颗粒与异质原子掺杂的金属氧化物纳米颗粒的质量比为0.005～0.065：1；c、将步骤b中得到的干燥产物在5×103～1×104kgf/cm2的压力下压制成块体，然后在管式炉或烧结炉中于1000～1300℃下恒温烧结5～15小时，升温速率为5～10℃/min，烧结过程中全程通入流速为0.05～0.2L/min的氮气流，自然冷却至室温后得到产品。