[发明专利]一种高性能BiTe基复合热电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多金属共掺杂的BiTe基热电复合材料的制备方法，其特征在于：所述材料通式为Bi_xSb_2-xTe_3-ySe_yM_z；其中，M为I、Br、Cu、Ag、Cd、Y、Yb元素中的一种或多种；x、y和z为摩尔分子数，范围均为0～1；

所述材料的制备方法包括以下步骤：

a)装罐：根据Bi_xSb_2-xTe_3-ySe_yM_z中的元素和摩尔分数，称取对应单质元素的粉末，装入球磨罐中，将球磨罐密封；

b)球磨：将密封后的球磨罐放入球磨机中进行球磨合金化，先在低转速下球磨，然后在高转速下球磨，得到了合金化粉末；

c)冷压：将所述合金化粉末用冷压机冷压成合金块；

d)烧结：将所述的冷压后的合金块，放入烧结模具中，然后将模具放入放电等离子体烧结炉中进行烧结，烧结后得到所述Bi_xSb_2-xTe_3-ySe_yM_z热电材料；

所述低速球磨的转速为100rpm～400rpm，低速球磨时间为1h～5h；所述高速球磨的转速为400rpm～800rpm，高速球磨时间为5h～20h。

2.一种多金属共掺杂的BiTe基热电复合材料，其特征在于：所述材料通式为Bi_xSb_2-xTe_3-ySe_yM_z；其中，所述M为Bi、Sb、Te、Se中的一种或多种与I、Br、Cu、Ag、Cd、Y、Yb中的一种或多种形成的合金，或I、Br、Cu、Ag、Cd、Y、Yb中的一种或多种形成的合金；x、y和z为摩尔分子数，范围为0～1。

3.根据权利要求1所述的制备方法或权利要求2所述的热电复合材料，其特征在于：所述x的范围为0.3～0.7，y的范围为0～0.5，z的范围为0～0.3。

4.一种权利要求2所述的热电复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法步骤如下：

a)装罐：根据M中的元素和摩尔分数，称取对应单质元素的粉末，装入球磨罐中，将球磨罐密封；

b)球磨：将密封后的球磨罐放入球磨机中进行球磨合金化，先在低转速下球磨，然后在高转速下球磨，得到了M合金化粉末；

c)根据Bi_xSb_2-xTe_3-ySe_yM_z中M以外的其他元素和摩尔分数，重复步骤a-b，得到Bi_xSb_2-xTe_3-ySe_yM_z中除M以外的其他元素的合金化粉末，并与所述M合金化粉末相混合；

d)冷压：将混合后的合金化粉末用冷压机冷压成合金块；

e)烧结：将所述的冷压后的合金块，放入烧结模具中，然后将模具放入放电等离子体烧结炉中进行烧结，烧结后得到所述Bi_xSb_2-xTe_3-ySe_yM_z热电材料；

所述低速球磨的转速为100rpm～400rpm，低速球磨时间为1h～5h；所述高速球磨的转速为400rpm～800rpm，高速球磨时间为5h～20h。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述冷压步骤中，冷压的压强为100MPa～500MPa。