[发明专利]一种控制热电元件的高度的一致性的烧结模具及其烧结方法

说明书

本发明提供一种控制热电元件的高度的一致性的烧结模具及其烧结方法，涉及一种烧结模具，其结构包括：套设于中空内部活块结构成型模径向外侧、且与所述内部活块结构成型模具有相同高度的外模套；下部部分露出、套设于所述内部活块结构成型模径向内侧的下压头，和上部部分露出、与所述下压头不接触对置地套设于所述内部活块结构成型模径向内侧的上压头，所述上下压头之间留出空间以放置待烧结物质；套设在所述上压头露出于所述内部活块结构成型模的径向外侧的上限位环，和套设在所述下压头露出于所述内部活块结构成型模的径向外侧的下限位环；以及设置于所述下压头底部的下压块、和设置于所述上压头顶部的上压块。

技术领域

本发明涉及一种控制热电元件的高度的一致性的烧结模具及其烧结方法，特别是一种至少一端带有导电扩散阻挡层(阻挡层)或/和过渡层的热电元件的烧结模具及其烧结方法，属于烧结模具的改造技术。

背景技术

一般的热电器件都是通过导流电极把P、N型热电材元件连接起来，通常情况下热电器件中P、N型热电元件会采用相同的高度以方便热电器件的制备及使用。同时为了减小热电材料与电极之间的扩散及热应力对热电器件性能的影响，常常在热电材料与导流电极之间加入扩散阻挡层或过渡层。扩散阻挡层或过渡层的制备通常有两种方式，一种是先通过各种方法制备出热电材料，并通过加工得到相同高度的P、N型热电材料，然后再在其高、低温端通过各种手段制备扩散阻挡层或过渡层。另一种是在热电材料烧结过程中同步制备高、低温端扩散阻挡层或过渡层，再通过加工得到相同高度的P、N型热电元件，或者是烧结时只制备高温端扩散阻挡层或过渡层，然后通过加工热电元件的热电材料得到相同高度的P、N 型热电材料，再制备热电元件的低温端扩散阻挡层或过渡层。现在已知的多种中高温热电材料通常是通过第二种方法中的先烧结高温端扩散阻挡层或过渡层，加工后再制备低温端扩散阻挡层或过渡层方法得到各种热电元器件。

以上两种制备方法，第一种制备方法工艺复杂、工序较多、周期长，同时还存在着热电材料与扩散阻挡层或过渡层之间结合强度低，从而降低器件可靠性的问题。第二种制备方法中的同步烧结制备高温端扩散阻挡层或过渡层后制备低温端扩散阻挡层或过渡层的方法，相比第一种减少了一部分工序，但是依然存在工艺复杂、工序较多、周期长以及结合强度低的不足。而采用高、低温端同步烧结扩散阻挡层或过渡层的方法虽然可以使热电元件的高、低温端同时获得扩散阻挡层或过渡层，然而由于P、N型热电元件不是同步烧结，导致使烧结后的P、N型热电元件的高度很难保持一致，增加了后期加工的时间及难度，同时如果对扩散阻挡层或过渡层进行较大量的机械加工，就可能会对热电材料与扩散阻挡层或过渡层之间的结合带来损伤，从而影响热电器件的性能以及其可靠性。

发明内容

针对现有的方法制备热电元件时，特别是批量制备热电元件时存在的高度不一致的问题，本发明的目的在于提供一种控制热电元件的高度一致性的烧结模具及其烧结方法。

一方面，本发明提供了一种烧结模具，包括：

套设于中空内部活块结构成型模径向外侧、且与所述内部活块结构成型模具有相同高度的外模套；

下部部分露出的、套设于所述内部活块结构成型模径向内侧的下压头，和上部部分露出的与所述下压头不接触、对置地套设于所述内部活块结构成型模径向内侧的上压头，所述上下压头之间留出空间以放置待烧结物质；

套设在所述上压头露出于所述内部活块结构成型模具的径向外侧的上限位环，和套设在所述下压头露出于所述内部活块结构成型模径向外侧的下限位环；

以及设置于所述下压头底部的下压块、和设置于所述上压头顶部的上压块，并形成能够利用外部设备通过下压块、上压块分别对下压头、上压头施加规定压力的结构。