[发明专利]液体急冷结合放电等离子烧结制备碲化铋基热电材料的方法

摘要

本发明涉及一种金属液体急冷结合放电等离子烧结制备碲化铋基热电材料的方法，包括：(1)根据化学配比，选取(Bi，A)₂(Te，D)₃E_x型合金成分；(2)将上述原料封装到真空石英管中，将石英管置于电炉中，升温至600～1000℃进行保温30Min～10h，冷却后得到块状合金；(3)将块状合金装入急冷设备的加热器中，加热将其熔化；(4)在惰性气氛中，冷却速度≥10⁵K/s的条件下对熔融的合金进行急冷快速凝固处理，得到的合金薄带；(5)将凝固的合金薄带碾磨粉碎成粉末，采用放电等离子体烧结技术，烧结成致密的块体热电材料。本发明通过采用液体急冷法、低温快速烧结等多种控制晶粒长大的手段制备细晶Bi₂Te₃基热电材料，其特点是制备工艺简单、容易操作，并且具有良好的产业化前景。

主权项

1.一种液体急冷结合放电等离子烧结制备碲化铋基热电材料的方法，其特征在于包括以下各步骤：(1)根据化学配比，选取(Bi，A)2(Te，D)3Ex型合金成分，其中A表示Sb、Sn、Pb和Cd元素中的一种或几种；D表示Se、I、Br、Al和Li元素中的一种或几种；E表示稀土元素、过渡金属元素中的一种或几种元素，x＝0～2；A、D、E代表的元素至少添加一种元素，但A和D不同时添加，(Bi，A)2(Te，D)3Ex型合金成分中的包括Bi、Te的总元素数量不少于3种元素；以上述Bi、Te、A所表示的元素、D所表示的元素、E所表示的元素的粉料为原料，并按上述合金成分的化学式组成及化学计量称取相应的所述原料；(2)将上述原料真空封装到石英管中，置石英管于电炉中，升温至600～1000℃进行保温30Min～10h，冷却后得到块状合金；(3)将步骤(2)所得到的块状合金装入液体急冷设备的加热器中，加热将其熔化；(4)在保护性气气氛中，对熔融的合金进行急冷快速凝固处理，得到合金薄带；(5)将步骤(4)所得到的合金薄带碾磨粉碎成粉末，采用放电等离子体烧结方法，将合金的粉末烧结成致密的块体热电材料。