[发明专利]具有高迁移率高性能的菱形碲化锗基化合物热电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有高迁移率高性能的菱形碲化锗基化合物热电材料，其特征在于，其组成表示为GeTe-xCu₂Te-yBiTe-zPbTe，其中，0＜x≤0.02，0＜y≤0.045，0＜z≤0.1。

2.根据权利要求1所述的一种具有高迁移率高性能的菱形碲化锗基化合物热电材料，其特征在于，x＝0.015～0.02，y＝0.015～0.025，z＝0.06～0.08。

3.根据权利要求2所述的一种具有高迁移率高性能的菱形碲化锗基化合物热电材料，其特征在于，x＝0.015，y＝0.02，z＝0.08。

4.如权利要求1-3中任一项所述的一种具有高迁移率高性能的菱形碲化锗基化合物热电材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)真空封装：

按化学计量比称取单质原料Ge、Cu、Bi、Pb和Te，装入石英管中并真空封装；

(2)熔融淬火：

将装有单质原料的石英管加热，使原料在熔融状态下进行充分反应，淬火，得到第一铸锭；

(3)退火淬火：

将(2)中所得第一铸锭重新真空封装在石英管中，加热，高温退火，随后淬火，得到第二铸锭；

(4)热压烧结：

将(3)中获得的第二铸锭研磨成粉末，真空热压烧结，随后降温，得到的片状块体材料即为具有高迁移率高性能的菱形碲化锗基化合物热电材料。

5.根据权利要求4所述的一种具有高性能高迁移率的新型菱形碲化锗基化合物热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中加热的工艺条件为：以每小时150～200℃的速率将石英管从室温升温至900～1000℃并保温8～10小时，使原料在熔融状态下得到充分的反应。

6.根据权利要求5所述的一种具有高性能高迁移率的新型菱形碲化锗基化合物热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中加热的工艺条件为将石英管以每小时200℃从室温升温至950℃并保温10小时。

7.根据权利要求4所述的一种具有高性能高迁移率的新型菱形碲化锗基化合物热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中退火的工艺条件为：以每小时150～200℃的速率将石英管从室温升温至550～600℃并保温2～4天。

8.根据权利要求7所述的一种具有高性能高迁移率的新型菱形碲化锗基化合物热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中退火的工艺条件为：将石英管以每小时200℃从室温升温至570℃，并保温2天，进行退火。

9.根据权利要求4所述的一种具有高性能高迁移率的新型菱形碲化锗基化合物热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中热压烧结的工艺条件为：利用感应加热，以每分钟100～300℃的速率升温至550～600℃，调节压力为60～80MPa，并恒温恒压处理，进行真空热压烧结。

10.根据权利要求9所述的一种具有高性能高迁移率的新型菱形碲化锗基化合物热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，烧结的温度为550℃，烧结所用压力为65MPa。