[发明专利]一种耐高温热电器件的电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温热电器件的电极的制备方法，包括以下步骤：首先制备块状热电材料，然后将上述制得的块状热电材料研磨制得粉末状热电材料，将制得的粉末状热电材料和称量的镍粉混合球磨、烘干，制得梯度缓冲层，采用冷压方法制备镍基电极层；最后将粉末状热电材料组成的基质层、梯度缓冲层、镍基电极层依次放入模具中烧结，烧结后的样品线切割、打磨后制得电极。本发明制得的电极稳定性好，制备方法简单，热电性能好。

技术领域：

本发明涉及热电器件制备领域，具体的涉及一种耐高温热电器件的电极的制备方法。

背景技术：

随着社会的飞速发展，人们对能源的需求日益增大；化石燃料作为一种高密度能源，它承担着提供能源的主要任务，然而化石燃料同时是一种不可再生资源，过度开采利用只会带来资源的枯竭。为了社会可持续发展，提高化石燃料的利用率或者开发新的开采技术不失为有效之策，然而这并没有解决长远的能源枯竭和可持续发展的根本问题；而改善能源结构，开发新能源产业将对国家安全及社会经济发展提供有力的保障。

热电转换技术是一种绿色能源转换技术，它能实现电能与热能的相互转换，工作中无噪音，无传动部件，不会带来环境的污染。热电转换技术为改善能源结构带来了福音，同时为新型能源产业开辟了道路。在工业及汽车尾气废热回收领域，热电转换技术展示了其巨大潜力，通过利用高温废热，可以回收部分能量，起到节能减排的作用。在太空探索领域，放射性同位素发电机(RTG)起到了不可替代的作用。除工业和军事领域外，热电转换技术在人们的日常生活中也展示了巨大的应用前景和商业价值：热电手表，携带式热电风扇及热电充电器早已成为产品而投入市面；另一方面，热电制冷技术的发展更为成熟，许多便携式小冰柜就用到了热电制冷芯片，它工作时不会存在传统压缩制冷的噪音及环境污染困扰。

尽管热电转换技术具备众多优点，但是目前热电材料的转化效率偏低，生产和使用成本偏高。在中温发电领域，至今还未发展出成熟的热电器件，这其中除了经济成本的限制外，还有大量的技术问题亟待解决：包括材料热电转换效率、高温稳定性、机械性能，以及器件的电极、连接工艺、封装问题等。虽然面对如此多的困难和挑战，但未能阻挡科研工作者执着追求，解决热电领域的难题不仅需要科学上的重大突破，更对世界能源问题和人类社会可持续发展有着重要意义。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种耐高温热电器件的电极的制备方法，该制备方法操作简单，制得的电极稳定性好，热电性能优异，各层具有良好的热膨胀匹配。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种耐高温热电器件的电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取硅粉末，在不锈钢球磨罐中采用高能球磨机球磨处理，将球磨后的硅粉和称量的镁粉、锗粉、银粉，混合加入到球磨罐中混磨8-15min，然后将球磨后的粉末置于坩埚中，然后放入准密封熔炼坩埚中，将其放入管式炉中；

(2)将管式炉抽真空，然后向管式炉中充入氩气，气体稳定后，管式炉首先以7℃/min的升温速率升温至300℃，保温10min，然后以3℃/min的升温速率升温至500-700℃，保温处理16-24h，处理结束后随炉冷却至室温，取出样品，研磨，得到混合粉末；

(3)将上述制得的混合粉末装入石墨模具中进行高温热压处理，制得块状热电材料；

(4)将上述制得的块状热电材料研磨制得粉末状热电材料，将制得的粉末状热电材料和称量的镍粉混合球磨、烘干，制得梯度缓冲层，采用冷压方法制备镍基电极层；最后将粉末状热电材料组成的基质层、梯度缓冲层、镍基电极层依次放入模具中烧结，烧结后的样品线切割、打磨后制得电极。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述硅粉球磨的的转速为1300-1500r/min，球磨时间为10-60min。