[发明专利]一种多钴p型填充方钴矿热电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多钴p型填充方钴矿热电材料，其特征在于：它是一种分子式为E_zFe_2-xCo_2+xSb_12-yM_y的物质，其中E是La、Ce、Pr、Nd、Eu、Yb、Ba、Sr、Ca中的一种或多种，M为Ge或Sn的复合掺杂物，并且0.2≤z≤0.8，0≤x≤1，0＜y≤0.5。

2.如权利要求1所述的多钴p型填充方钴矿热电材料，其特征在于：M为Ge、Sn中的一种与S、Se、Te中的一种或多种的二元或二元以上的复合掺杂物。

3.如权利要求1或2所述的多钴p型填充方钴矿热电材料，其特征在于：Co的含量不少于Fe的含量。

4.权利要求1的多钴p型填充方钴矿热电材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1）采用纯度≥99%元素单质为起始反应原料，按规定的化学配比称取E、Fe、Co、Sb和M等各种原料，放入石英管中，并在真空下烧封石英管；

2）将装载原料的石英管置入炉中，缓慢升温至900-1100℃熔融，保温6-12小时，然后淬火形成固态材料，淬火的介质采用水、冰水、盐水或油；

3）将淬火后的块体取出，再次置于石英管中，加热至温度550-650℃，退火2-3天；

4）将退火后的块体制成粉末；

5）将粉末加压烧结为所需形状的块体，烧结温度为500-610℃，压力为50-70MPa；

6）将烧结后的块体加热至温度550-620℃，在真空或者氩气气氛中退火1-3天。

5.如权利要求4所述的多钴p型填充方钴矿热电材料的制备方法，其特征在于：步骤4）将退火后的块体制成粉末，采用行星式球磨机，在碳化钨球磨罐中以300-600转/分钟中等转速，球磨1-3小时。

6.如权利要求4所述的多钴p型填充方钴矿热电材料的制备方法，其特征在于：步骤5）将粉末加压烧结为所需形状的块体，烧结温度为500-610℃，压力为50-70MPa；如果利用放电等离子烧结，烧结保温时间为10-20分钟；如果利用普通热压烧结炉，则烧结保温时间为1-4小时。