[发明专利]N型银硫属化合物热电材料的制备方法及其多孔块体

说明书

公开了N型银硫属化合物热电材料的制备方法及多孔块体，方法包括：热电材料的化学式为Agsubgt;x/subgt;Sesubgt;1/3/subgt;Tesubgt;1/3/subgt;Ssubgt;1/3/subgt;，以Ag，Se，S，Te单质为原料，按照所述化学式称量后混合放入球磨机中，所述球磨机对称量配比后的原料球磨8h形成粉体材料；对粉体材料真空干燥以得到预定阈值的粉体材料，干燥真空度≤0.1Pa，干燥温度为60‑120摄氏度，第一梯度升温后总保温时间在18h以上；SPS烧结法在真空加压条件下对所述粉体材料进行烧结，其中，烧结温度为350℃‑450℃；压力为50‑65MPa；保温时间为10min，且烧结采用第二梯度升温，全程保压。

技术领域

本公开属于热电材料技术领域，特别是一种N型银硫属化合物基热电材料的制备方法及其多孔块体。

背景技术

热电材料是一种能实现热能和电能转换的功能材料。热电转换技术基于塞贝克效应，通过温差驱动载流子的迁移形成温差电动势，可以实现热能和电能的相互转换。由热电材料制得的温差发电器件可利用工商业余废热、地热、人体体温等作为热源进行热电转换，且具有体积小，稳定性高，寿命长，绿色环保，免维护等优点。当今世界能源问题和环境问题日益严重，充分利用能源资源，提高能源利用效率成为当前的研究热电。热电转换技术可以实现低品位热源、余废热到电能的转换，在能源资源利用领域有着广阔的应用前景。

热电优值(无量纲ZT值)是衡量热电材料热电转换效率的指标。热电转换效率高的热电材料往往具有较大的热电优值。ZT可表示为：

其中S为塞贝克系数，是材料单位梯度温度上产生的电动势，大小取决于载流子类型和材料两端的温度差。σ为电导率，与载流子浓度和载流子迁移率有关。κ为热导率，由电子热导率和晶格热导率组成。热电优值较高的热电材料往往具有较高的塞贝克系数，较大的电导率，较低的热导率，但是这三者之间的关系是相互耦合，相互影响的，综合调控较为困难。银硫属化合物材料是适用于中低温(室温-500℃)的一种热电材料，该类材料具有窄带隙，高电子迁移率，低有效质量的优点。Ag2Se本征材料就有着较低的本征晶格热导率，一般该类热电材料的总热导率在0.5W·m^-1·K^-1～1W·m^-1·K^-1，低的本征热导率表明该类材料具有高ZT值的应用前景。

虽然0.5W·m^-1·K^-1～1W·m^-1·K^-1的热导率在热电材料中算比较低的值，但是为了获得更高的ZT值，对S，σ，κ的协同调控中，我们总是希望能够获得较大的S和σ以及较小的κ。该类材料的热导率还有进一步降低的空间。传统的熔融法周期长，制备效率较低，且熔融法制备的银硫属化合物基材料热导率大多在1附近，如何进一步降低材料的热导率，提升材料的ZT值，一直是该类材料的研究问题之一。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本公开的目的在于提出一种N型银硫属化合物基热电材料的制备方法及多孔块体。为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

一种N型银硫属化合物热电材料的制备方法，热电材料的化学式为Ag_xSe_1/3Te_1/3S_1/3，其中1.85≤x≤2，制备方法包括以下步骤：

以Ag，Se，S，Te单质为原料，按照所述化学式称量后混合放入球磨机中，所述球磨机对称量配比后的原料球磨8h形成粉体材料；

对粉体材料进行过筛和真空干燥以得到预定阈值的粉体材料，干燥真空度≤0.1Pa，干燥温度为60-120摄氏度，第一梯度升温后总保温时间在18h以上；