一种碲化铋基块体纳米晶热电材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种碲化铋基块体纳米晶热电材料及其制备方法。其技术方案是：第一步以质量百分含量大于99.99％的单质粉末为原料，按(SbxBi1-x)2Te3或Bi2(SeyTe1-y)3化学式配料，其中0.75≤x≤0.85，0.04≤y≤0.06，混合均匀，再采用球磨机进行球磨处理，制得碲化铋基合金纳米粉末。第二步将第一步所得碲化铋基合金纳米粉末装入石墨模具或陶瓷模具后置于微波辐照加压烧结设备中进行烧结：在对粉末施加压力为10～40MPa的条件下升温至300～550℃，然后在对粉末施加压力为30～60MPa的条件下保温10～60min，获得碲化铋基块体纳米晶热电材料。本发明具有投资省、生产成本低、工艺简单、周期短的特点，所制得的碲化铋基块体纳米晶热电材料性能高。

主权项

一种碲化铋基块体纳米晶热电材料的制备方法，其特征在于制备方法是：第一步机械合金化制备碲化铋基合金纳米粉末或以质量百分含量大于99.99％的Bi、Sb和Te单质粉末为原料，按(SbxBi1‑x)2Te3化学式配料，0.75≤x≤0.85；或以质量百分含量大于99.99％的Bi、Te和Se单质粉末为原料，按Bi2(SeyTe1‑y)3化学式配料，0.04≤y≤0.06；将上述原料混合均匀，再采用球磨机进行球磨处理，制得碲化铋基合金纳米粉末；第二步微波辐照加压烧结制备碲化铋基块体纳米晶热电材料将第一步制得的碲化铋基合金纳米粉末装入石墨模具或陶瓷模具后置于微波辐照加压烧结设备中进行烧结：在对粉末施加压力为10～40MPa的条件下升温至300～550℃，然后在对粉末施加压力为30～60MPa的条件下保温10～60min；整个烧结过程在真空或惰性气氛下进行，即得碲化铋基块体纳米晶热电材料；微波辐照加压烧结设备是：两个立柱(4、15)的下端分别对称地固定在底座(13)上，两个立柱(4、15)的上端与横梁(23)固定联接，微波炉上炉盖(22)固定在横梁(23)的下平面，微波炉上炉盖(22)内壁中心处固定装有上压头(21)，微波炉侧板(3)的内壁上部和下部分别固定装有微波上反射板(20)和微波下反射板(7)，微波炉侧板(3)的右侧嵌有第一波导管(5)，微波炉侧板(3)的左侧嵌有第二波导管(18)，第一波导管(5)和第二波导管(18)分别与第一磁控管(6)和第二磁控管(19)固定联接，微波炉上炉盖(22)设置有气氛控制接口(1)，微波炉侧板(3)的前侧或后侧设置有密封式活动门(26)；液压缸(12)垂直固定在底座(13)的中心处，该中心与上压头(21)的中心在同一铅垂线上，活塞杆(14)的端部与滑块(11)的底部联接，滑块(11)穿过下炉盖(10)的滑道孔，滑块(11)的上部装有下压头(8)。