[发明专利]一种菱方相GeSe基热电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种菱方相GeSe基热电材料，其特征在于，所述热电材料为Ge_1-yBi_ySe-(MnCdTe₂)_x合金，其中，x取值为0~0.30且x不为0，y取值为0~0.06且y不为0。

2.根据权利要求1所述的菱方相GeSe基热电材料，其特征在于，x取值当且仅当为0.10，y取值为0~0.06的任意一个数值。

3.一种菱方相GeSe基热电材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

以Ge单质、Se单质、Mn单质、Cd单质、Te单质以及Bi单质为原料，按照Ge_1-yBi_ySe(MnCdTe₂)_x化学计量比配比称取原料；其中，x取值为0~0.30且x不为0，y取值为0~0.06且y不为0；

将原料置于石英管中，在真空状态下通过氢氧火焰进行加热，并进行密封；

将密封的石英管放入箱式炉中进行高温熔炼，并通过淬火工艺，获得合金锭块；

将获得的合金锭块通过球磨工艺得到微细粉末；

利用放电等离子体烧结炉将获得的粉末烧结成型，得到菱方相结构的Ge_1-yBi_ySe-(MnCdTe₂)_x块体。

4.根据权利要求3所述的菱方相GeSe基热电材料的制备方法，其特征在于，将密封的石英管放入箱式炉中进行高温熔炼，并通过淬火工艺，获得合金锭块，包括：

将所述密封的石英管放入所述箱式炉中，以预定升温速度升温至预定熔炼温度，并保温预定保温时间；

以预定降温速度降至淬火温度，并取出置于水中淬火，得到所述合金锭块。

5.根据权利要求4所述的菱方相GeSe基热电材料的制备方法，其特征在于，所述预定升温速度、所述预定熔炼温度、所述预定保温时间、所述预定降温速度以及所述淬火温度至少满足以下条件中的任意一条：

所述预定升温速度为2℃/min~4℃/min；

所述预定熔炼温度为1000℃~1100℃；

所述预定保温时间为4h~12h；

所述预定降温速度为1℃/min~3℃/min；

所述淬火温度为750℃~850℃。

6.根据权利要求3所述的菱方相GeSe基热电材料的制备方法，其特征在于，将获得的合金锭块通过球磨工艺得到微细粉末，包括：

将获得的合金锭块置于研磨罐中，并将研磨罐放置于三维摆震球磨机中；

抽真空使得研磨罐中的气压位于预定气压范围内，并以预定转速研磨预定研磨时间，得到细小、均匀的粉末。

7.根据权利要求6所述的菱方相GeSe基热电材料的制备方法，其特征在于，所述预定气压范围、所述预定转速以及所述预定研磨时间至少满足以下条件中的任意一条：

所述预定气压范围为0Pa~10Pa；

所述预定转速为900r/min~1200r/min；

所述预定研磨时间为20min~40min。

8.根据权利要求3所述的菱方相GeSe基热电材料的制备方法，其特征在于，利用放电等离子体烧结炉将获得的粉末烧结成型，包括：

称取预定质量的粉末置于直径为1~2cm的圆形石墨模具中，并将所述圆形石墨模具放入所述放电等离子体烧结炉中；

在预定压力下升温至预定烧结温度，并烧结预定烧结时间，待冷却至室温取出。

9.根据权利要求8所述的菱方相GeSe基热电材料的制备方法，其特征在于，所述预定质量、所述预定压力、所述预定烧结温度以及所述预定烧结时间至少满足以下条件中的任意一条：

所述预定质量为4g~10g；

所述预定压力为30MPa~60MPa；

所述预定烧结温度为400℃~600℃；

所述预定烧结时间为4min~10min。