[发明专利]铁硅热电材料的快速制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁硅合金材料，具体是β-FeSi₂材料及其制备的方法。

背景技术

现有的Fe-Si低放热体系经自蔓延合成制备出的主相是FeSi，而α-FeSi2的含量不足30％，这会严重降低该技术的生产效率。

发明内容

本发明的目的是快速制备大块体及粉料状的β-FeSi₂，降低杂质提高β-FeSi₂纯度。

本发明是铁硅热电材料的快速制备方法，其步骤为：

(1)将Fe粉和Si粉以原子比1∶2的比例配制，然后掺加助燃剂，助燃剂加入量为Fe粉、Si粉重量之和的20～30％，置于球磨罐中，将物料混合均匀；

(2)借助压力机压制出圆柱形压坯，然后将料坯放入自蔓延反应装置内，)在室温下用钨丝引燃进行合成反应；

(3)用真空炉对燃烧产物剥落熔渣后进行退火处理，退火温度为1073K～1253K之间，退火时间为2小时，即可获得β-FeSi₂。

2、根据权利要求1所述的铁硅热电材料的快速制备方法，其特征在于所用的Si粉的纯度大于或等于99.0％，Fe粉的纯度大于或等于98.0％。

本发明的有益效果为：在助燃剂添加量为20～30％时自蔓延合成出的α-FeSi₂含量高达95％，同时由于自蔓延合成出的产物属非平衡组织具有更高的活性，因此可经短时间的热处理即能够简单、方便地制备出真正具备热电转换功能的近乎单相的β-FeSi₂。采用自蔓延高温合成方法具有节能、合成时间短、产物纯度高等突出优点。

具体实施方式

本发明是一种铁硅热电材料的快速制备方法，其步骤为：

(1)将Fe粉和Si粉以原子比1∶2的比例配制，然后掺加助燃剂，助燃剂加入量为Fe粉、Si粉重量之和的20～30％，置于球磨罐中，将物料混合均匀；

(2)借助压力机压制出圆柱形压坯，然后将料坯放入自蔓延反应装置内，)在室温下用钨丝引燃进行合成反应；

(3)用真空炉对燃烧产物剥落熔渣后进行退火处理，退火温度为1073K～1253K之间，退火时间为2小时，即可获得β-FeSi₂。

2、根据权利要求1所述的铁硅热电材料的快速制备方法，其特征在于所用的Si粉的纯度大于或等于99.0％，Fe粉的纯度大于或等于98.0％。

以上所述的铁硅热电材料的快速制备方法，所用的Si粉的纯度大于或等于99.0％，Fe粉的纯度大于或等于98.0％。