[发明专利]一种兼具高结构稳定性和高热电性能的碲化锗基热电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碲化锗基热电材料，其特征在于，所述碲化锗基热电材料的化学通式为Ge_1-x-y-zM_2xN_yMn_zTe，其中，M为Cu或Ag元素，N为Sb或Bi 元素，0＜x≤0.03，0＜y≤0.1，0＜z≤0.2。

2.根据权利要求1所述的碲化锗基热电材料，其特征在于，0.015≤x≤0.03，0.04≤y≤0.1，0.1≤z≤0.15。

3.根据权利要求1或2所述的碲化锗基热电材料，其特征在于，所述碲化锗基热电材料在中温区400～800K的平均热电优值为1.0～1.3，硬度为220～340Hv。

4.一种如权利要求1-3中任一项所述的碲化锗基热电材料的制备方法，其特征在于，包括：

（1）按照碲化锗基热电材料的化学通式称取各元素单质并混合，得到原料粉体，并进行封装；

（2）将所得原料粉体在900～1100℃下保温10～15小时，使原料粉体在熔融状态下充分反应，再经淬火和退火，得到块体样品；

（3）将所得块体样品处理成粉后，进行烧结，得到所述碲化锗基热电材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述保温的升温速率为80～150℃/小时，优选为100℃/小时。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述淬火处理为：将熔融状态下充分反应后的样品在0℃冰水混合物中冷却至少5分钟，以降至室温。

7.根据权利要求4-6所述的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为550～620℃，时间为3～7天；优选地，所述退火的升温速率为180～240℃/小时，更优选为200℃/小时。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述处理成粉的方式为球磨；所述球磨的转速为800～1200转/分钟，时间为15～35分钟。

9.根据权利要求4-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述原料粉体的封装要求为真空，真空度小于1Pa。

10.根据权利要求4-9中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的方式为放电等离子烧结；所述放电等离子烧结的压力为50～70MPa、温度为520～580℃、时间为5～60分钟、真空度＜10Pa。