[发明专利]一种P型热电材料GeSi靶材及其制备方法

权利要求书

1.一种P型热电材料GeSi靶材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将锗颗粒、硅颗粒放入磁悬浮感应熔炼炉中加热至熔化，保温，水冷，得到锗硅合金锭；

（2）破碎锗硅合金锭，球磨，得到锗硅合金粉，加入硼粉，所述硼粉占锗硅合金粉的质量分数为0.3~1.5%，均质，得到掺硼锗硅合金粉；

（3）将掺硼锗硅合金粉放入模具中，在真空热压炉中预压以排除模具中的空气，得到掺硼锗硅合金坯体；关闭炉门，抽真空，升温至1300~1400℃后保温，保温30~60min后加压，压力为30~35MPa，保温保压60~90min，降压，冷却，得到所述GeSi靶材；

所述步骤（3）中，在石墨模具中进行热压，石墨模具中预先垫入0.35~0.4mm的石墨纸；升温速率为5~10℃/min；保温保压结束后，降压至10MPa，随炉冷却，冷却后，对产物进行加工，得到所述P型热电材料GeSi靶材。

2.如权利要求1所述的P型热电材料GeSi靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，锗颗粒和硅颗粒的质量比为20~40:60~80，锗颗粒和硅颗粒的纯度为4N以上。

3.如权利要求1所述的P型热电材料GeSi靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，加热前先对磁悬浮感应熔炼炉抽真空，然后通入惰性气体，使炉内压力为0.05~0.08MPa，待物料熔化后，保温10~20min。

4.如权利要求3所述的P型热电材料GeSi靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，加热温度为1400~1500℃。

5.如权利要求1所述的P型热电材料GeSi靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，先将锗硅合金锭破碎至粒径小于5mm，然后放入球磨罐中，球磨4~6h，静止1~2h，过筛，得到粒径小于45μm的锗硅合金粉。

6.如权利要求1所述的P型热电材料GeSi靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，使用水冷铜坩埚进行水冷。

7.如权利要求1所述的P型热电材料GeSi靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，采用氧化锆研磨罐和锤子敲碎锗硅合金锭，在聚氨酯球磨罐中以锆球对破碎的锗硅合金颗粒进行球磨，锆球的体积占球磨罐总体积的百分比为30~50%，球磨转速为80~90rpm，使用双运动混合机进行均质，球磨和均质过程在惰性气体下进行。

8.一种由如权利要求1~7任一项所述的P型热电材料GeSi靶材的制备方法制备所得的P型热电材料GeSi靶材。