[发明专利]一种与Mg‑Si‑Sn基热电元件相匹配的分层电极及其连接工艺

权利要求书

1.一种与Mg-Si-Sn基热电元件相匹配的多层电极，其特征在于所述电极分为三层结构，依次为：第一Ni-Al合金层、第二Ni-Al合金层以及单质Ag层，并以第一Ni-Al合金层作为与Mg-Si-Sn基热电元件的接触层；所述第一Ni-Al合金层中Ni元素的质量百分含量为29%～39%，余量为Al元素；所述第二Ni-Al合金层中Ni元素的质量百分含量为42%～59%，余量为Al元素，且，第二Ni-Al合金层的原料粉体是由Ni单质和Al单质的混合粉体发生高温自蔓延反应得到的Ni-Al合金粉体；所述第一Ni-Al合金层的厚度为0.5～0.8mm，所述第二Ni-Al合金层的厚度为0.1～0.2mm，所述单质Ag层的厚度为0.4～0.6mm。

2.根据权利要求1所述的一种与Mg-Si-Sn基热电元件相匹配的多层电极，其特征在于所述Mg-Si-Sn基热电元件的两端均与所述多层电极相连接，并且是以所述多层电极中的第一Ni-Al合金层作为接触层。

3.权利要求1-2之一所述多层电极与Mg-Si-Sn基热电元件的连接工艺，其特征在于具体工艺步骤为：

1）将Mg-Si-Sn基块体热电材料上下表面进行打磨，清除表面杂质；

2）按照第一Ni-Al合金层中Ni元素、Al元素的质量百分含量称取单质Ni粉和单质Al粉，混合研磨均匀，得到第一Ni-Al合金层的原料粉体；

3）按照第二Ni-Al合金层中Ni元素、Al元素的质量百分含量称取单质Ni粉和单质Al粉，混合研磨均匀、压片，真空条件封装至玻璃管，点火发生高温自蔓延反应，将得到的锭体研磨过200目筛，得到第二Ni-Al合金层的原料粉体；

4）根据第一Ni-Al合金层、第二Ni-Al合金层、单质Ag层的厚度，在模具中依次铺单质Ag粉、第二Ni-Al合金层的原料粉体和第一Ni-Al合金层的原料粉体，然后放入Mg-Si-Sn基块体，接着依次铺第一Ni-Al合金层的原料粉体、第二Ni-Al合金层的原料粉体和单质Ag粉；

5）将步骤4）装样完毕的模具进行放电等离子烧结，即实现Mg-Si-Sn基热电元件与所述多层电极的连接。

4.根据权利要求3所述的多层电极与Mg-Si-Sn基热电元件的连接工艺，其特征在于所述的步骤5）中放电等离子烧结的真空度为15～20Pa，烧结压力为1.1MPa，升温速率为50～80℃/min，烧结温度为500～520℃，降温速率为15～20℃ /min。

5.根据权利要求3所述的多层电极与Mg-Si-Sn基热电元件的连接工艺，其特征在于所述的步骤5）中放电等离子烧结的烧结压力为1.1MPa，开始烧结前将接触压力调到1.1MPa，烧结中保持恒压，降温阶段开始卸压。

6.根据权利要求3所述的多层电极与Mg-Si-Sn基热电元件的连接工艺，其特征在于所述的步骤5）中放电等离子烧结的保温时间为1～2min。

7.根据权利要求3所述的多层电极与Mg-Si-Sn基热电元件的连接工艺，其特征在于所述Mg-Si-Sn基块体热电材料是由Mg-Si-Sn基热电材料粉末进行放电等离子烧结得到的致密Mg-Si-Sn基块体。