[发明专利]一种块状热电材料的制备方法

说明书

技术领域

    本发明属于热电材料制备技术领域，具体涉及一种块状热电材料的制备方法。

背景技术

随着工业化进程的发展，大量的煤、石油等化石原料被用于发电和发热，引发了全球性的能源与环境问题，而且这些问题越来越严重。热能和电能是现实生活中最重要的能源形态，电能是各种形态能源中传输和使用最多、最为方便的一种。据有关数据显示，现有的热能中只有约35%得到了利用，而大部分热能则是以废热形式排出，没有得到很好的利用。热电材料是一种可以直接将热能和电能进行相互转换的功能材料。由热电材料制成的温差电池可以将热能方便地转换成电能。而且，温差电池具有重量轻、体积小、无污染、无噪音、安全可靠、能在恶劣环境下工作等特点。因此，在发电方面有着广阔的应用前景。它可以利用低品位热能发电，如利用火电厂、核电站的余热以及汽车和飞机等的尾气余热进行发电。若使用温差电池将低品位热能进行充分利用，将可节省大量化石燃料，对缓解日益严重的能源与环境问题，适应低碳经济要求等方面产生巨大作用。

要将热电材料制成温差电池，需要将粉末热电材料制成一定的形状，并且要求它具有一定的强度和良好的导电性。目前，常用的将粉末热电材料制成温差电池的方法有三种：第一种，将粉末热电材料经过高温熔炼制备成块状热电材料，然后将块状热电材料切割成小块，装配制成温差电池；第二种，将粉末热电材料通过热压烧结或等离子火花放电烧结烧结成块状，然后将块状热电材料切割成小块，装配制成温差电池；第三种，将粉末热电材料通过热压烧结或等离子火花放电烧结烧结成块状电极，然后利用真空镀膜技术将热电材料制成薄膜，经切割后装配制成温差电池。采用以上三种方法，均需要专用的设备，设备成本高，投入大，而且能耗高，产量小，大大增加了产品的成本，不利于温差电池的推广与应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种块状热电材料的制备方法，通过导电粘结剂的固化，将粉末热电材料制备成一定的形状，并使其具有一定的强度和良好的导电性，具有简单、高效、低成本的优点。

本发明采用以下技术方案：

一种块状热电材料的制备方法，包括下述步骤：

第一步，将热电材料粉末、导电粘结剂和分散剂按质量比1：0.1～0.5：0～1的比例称量，混合并搅拌均匀；

第二步，将搅拌均匀的原料在超声波振动装置中进行超声波振实；

第三步，将超声波振实后的原料在压延装置中压延成厚度为1～5mm的片状；

第四步，将片状原料在80～300℃的条件下干燥固化2～60分钟；

第五步，将干燥固化后的片状材料进行切割，即可得到块状热电材料。

作为优选，所述的热电材料为：半导体合金型热电材料、金属硅化物热电材料、氧化物热电材料、方钴矿热电材料或稀土硫化物热电材料。

作为优选，所述的导电粘结剂为：导电银浆、导电炭浆、导电铝浆中的一种或几种的混合物。

作为优选，所述的分散剂为：乙醇、甲醇、丙酮、乙醚中的一种或几种的混合物。

作为优选，所述的压延装置为辊压装置或压片机。

本发明具有的有益效果是： 

（1）              因为粉末之间的结合力很小，固化块状热电材料的强度相对于原来的粉末热电材料来说，它具有较好的强度，本发明通过导电粘结剂的固化，将粉末热电材料制备成一定的形状，使产品具有较好的强度，大大降低了块状热电材料的制造成本。

（2）              粉末热电材料的粉末与粉末之间接触面很小，导电性能差，通过导电粘结剂固化，一是增加了粉末与粉末之间的接触面积，二是通过导电粘结剂的连接，使其接触面的导电性增加。本发明通过导电粘结剂的固化，增加了粉末热电材料晶界的导电性。

（3）              本发明工艺流程短，缩短了块状热电材料的生产周期。

（4）              本发明制备工艺简单，设备投入少，操作简便，生产效率高，制备成本低，产品性能优良，该方法制备的块状热电材料可广泛地应用于温差电池的制造领域，具有良好的工业化应用前景。

附图说明

图1为实施例1中片状热电材料示意图；

图2为实施例1中块状热电材料示意图； 

图3为实施例2中片状热电材料示意图；

图4为实施例2中块状热电材料示意图。

具体实施方式

实施例1：