[发明专利]N型PbTe基多晶热电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种N型PbTe基多晶热电材料，其特征在于，包括：

硫元素和碘元素掺杂的PbTe基体；以及，

单质铅，所述单质铅与所述PbTe基体中的铅的摩尔比为(0.01～0.05)：1。

2.根据权利要求1所述的N型PbTe基多晶热电材料，其特征在于，所述热电材料的通式为：PbTe_0.998-xS_xI_0.002-y％Pb，其中，0.02≤x≤0.08，1≤y≤5。

3.根据权利要求2所述的N型PbTe基多晶热电材料，其特征在于，所述热电材料在800K时的热电优值不低于1.6，在400～800K之间的热电优值平均值不低于1.2。

4.一种制备N型PbTe基多晶热电材料的方法，其特征在于，包括：

(1)将铅、碲、硫和碘化铅混合并进行熔炼处理，以便得到铸锭；

(2)对所述铸锭进行研磨，以便得到前驱体粉末；

(3)对所述前驱体粉末进行烧结处理，以便得到块状的N型PbTe基多晶热电材料，

其中，所述铅、所述碲、所述硫和所述碘化铅的混合物中，碲、硫和碘的总摩尔数与铅的总摩尔数的比值为1：(1.01～1.05)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，将所述铅、所述碲、所述硫和所述碘化铅按照通式PbTe_0.998-xS_xI_0.002-y％Pb的化学计量比混合，其中，0.02≤x≤0.08，1≤y≤5；

任选地，所述铅、所述碲、所述硫和所述碘化铅的纯度分别独立地不低于99.9％。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述熔炼处理的温度为900～1100℃、时间为5～10h；

任选地，熔炼处理的升温速率为1～2℃/min；

任选地，将所述铅、所述碲、所述硫和所述碘化铅置于石英管中进行所述熔炼处理，所述石英管的内表面设置有镀碳层。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中还包括：对熔炼处理得到的材料依次进行淬火处理和退火处理。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述退火处理的温度为550～620℃、时间为2～3天；

任选地，所述退火处理的升温速率为1～2℃/min。

9.根据权利要求4或8所述的方法，其特征在于，所述烧结处理采用放电等离子烧结法。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述烧结处理的烧结温度为500～550℃、时间为5～10min；

任选地，烧结处理的升温速率为50～100℃/min、真空度为5～10Pa、压强为40～60MPa。