[发明专利]一种制备块体β-FeSi2热电和光电转换材料的方法

摘要

本发明公开了一种制备块体β-FeSi2热电和光电转换材料的方法，将熔体进行循环过热处理，结合对凝固和冷却过程进行控制，以及适当的热处理，制备大尺寸、无缺陷块体β-FeSi2材料的新方法。本方法制备的FeSi2铸坯由于具有细小均匀的完全α+ε共晶组织，共晶相中的棒状ε相直径不超过2μm，可大幅度缩短α+ε→β包析反应的热处理时间，从而显著提高β-FeSi2材料的制备效率；并且此制备方法无需真空设备，且整个工艺流程主要由熔铸和热处理工序组成，具有设备简单、易于操作、工艺流程短、制备成本低的特点。

主权项

一种制备块体β‑FeSi2热电和光电转换材料的方法，其特征在于，包括以下的制备步骤：（1）将块状高纯Fe和Si按原子百分比1:2（质量百分比1:1.04）的比例进行配比，在石英坩埚中进行高频感应加热熔炼；（2）将步骤（1）中原料加热至1220~1250℃熔化后，继续升温至1400~1650℃进行过热处理，然后快速降低感应加热电源的功率，使熔体以20~40℃/s的冷却速度冷却至凝固温度，然后重新升温至1400~1650℃后再冷却，一次过热和一次冷却称为一个循环，共进行2~5次循环，加热和熔炼过程在高纯氩气保护条件下进行； （3）步骤（2）完成凝固后，在氩气保护下，缓慢降低感应加热电源的功率，使坯料以10~20℃/min的速度冷却到500~700℃；（4）将步骤（3）制备的所得块体坯料重新加热至780~850℃进行退火处理，退火时间为3~10h，冷却方式为随炉冷却，整个退火过程在氩气保护下进行，最终获得单相β‑FeSi2块体材料。