一种可低温烧结的氧化物热电材料及其制备方法

摘要

一种可低温烧结的氧化物热电材料及其制备方法，涉及氧化物热电材料及其制备方法。得到烧结温度低、热电性能好的热电材料，实现设备投资小、制备周期短、产量大的热电材料的制备方法。热电材料为钴酸镧基热电材料，由La2O3、Co3O4、B2O3和CuO制成。制备方法为：将La2O3和Co3O4混合，加去离子水球磨，再干燥、预烧得预烧粉体；预烧粉体与B2O3、CuO混合，加无水乙醇球磨，再依次干燥、造粒、成型、烧结即可。热电材料功率因子为1×10-4~1.8×10-4W·m-1·K-2，ZT值为0.038~0.073。烧结温度低，比现有工艺降低100~300℃，烧结时间短，设备投资小，有利于工业化生产。

主权项

一种可低温烧结的氧化物热电材料的制备方法，其特征在于可低温烧结的氧化物热电材料的制备方法，是通过以下步骤实现的：一、称取La2O3、Co3O4、B2O3和CuO，其中La2O3和Co3O4的摩尔比为3:2，B2O3和CuO的质量比为1:1~1:4，B2O3和CuO两者之和占La2O3和Co3O4两者总质量的1%~5%；二、按步骤一称取的La2O3和Co3O4的混合粉体Ⅰ和去离子水的质量比为1:1~1:3的比例，将去离子水加入混合粉体Ⅰ中，混合得混合料Ⅰ，然后将混合料Ⅰ球磨5~24h后，再在100~150℃条件下烘干4~10h得干混合粉Ⅰ，再将干混合粉Ⅰ装入氧化铝坩埚内，在600℃~900℃温度下预烧2~4h，得LaCoO3预烧粉体；三、将步骤二得到的LaCoO3预烧粉体和步骤一称取的B2O3和CuO粉体混合得混合粉体Ⅱ，然后按混合粉体Ⅱ与无水乙醇的质量比为1:1~1:3的比例将无水乙醇加入混合粉体Ⅱ中，混合得混合料Ⅱ，然后将混合料Ⅱ球磨10~36h后，再在80~100℃条件下烘干4~10h得前驱粉体；四、在步骤三得到的前驱粉体中加入质量浓度为3%~6%的聚乙烯醇水溶液进行造粒，然后将造粒后的前驱粉体过60目筛，再将过筛后的造粒后的前驱粉体在10~100MPa的压强下压制成圆片试样，其中圆片试样的直径为10~50mm，厚度为1~5mm；五、将步骤四得到的圆片试样放置在氧化锆垫片上在100~150℃条件下干燥后，再放入马弗炉中在300~600℃的条件下排胶，然后再在900℃~1100℃的条件下烧结2~6h，再随炉冷却，即得可低温烧结的氧化物热电材料；其中，所述的可低温烧结的氧化物热电材料为钴酸镧基热电材料，该材料的名义组分表示为LaCoO3‑x(yB2O3‑zCuO)，由La2O3、Co3O4、B2O3和CuO制成，其中La2O3和Co3O4的摩尔比为3:2，B2O3和CuO两者之和占La2O3和Co3O4两者总质量的百分比x=1%~5%，B2O3和CuO的质量比y:z=1:1~1:4。