[实用新型]一种温差电单对SPS扩散焊接模具

说明书

本实用新型提供一种温差电单对SPS扩散焊接模具，包括：石墨垫块，包括石墨上垫块和石墨下垫块；石墨承载体，设置在所述石墨上垫块和所述石墨下垫块之间，用于容纳金属电极、温差电材料以及阻挡层；石墨压头，容置在所述石墨承载体与所述石墨上垫块之间，配合所述石墨上垫块将所述温差电材料紧压至所述阻挡层表面。本实用新型的有益效果是可以一次将N、P型温差电材料、阻挡层材料以及金属电极扩散焊接为温差电单对，提供较低的焊接界面接触电阻率，同时提升科研生产效率和温差电单对可靠性。

技术领域

本实用新型属于焊接模具技术领域，尤其是涉及一种温差电单对SPS扩散焊接模具。

背景技术

将N、P型温差电材料两端用金属电极焊接起来构成的温差电单对，是温差发电器中的基本组成单元。在温差电单对一端施加热量，N型温差电材料中的电子和P型温差电材料中的空穴会从热端向冷端定向移动在回路中形成电流。N、P型温差电材料与金属电极焊接质量的好坏，不仅会影响焊接界面的接触电阻从而影响温差电单对的放电性能，还会影响温差电单对的可靠性和失效率。

目前，钎焊是常用的温差电单对焊接方法，钎焊的过程是熔化的焊料依靠润湿、毛细作用填入温差电材料与金属电极间，与温差电材料和金属电极发生相互作用，这种方法有以下缺点：焊料易与温差电材料和金属电极发生强烈的原子扩散和界面反应，特别在持续高温应用环境下，温差电单对焊接接触电阻逐渐增大，放电功率衰降明显。

将需要连接的材料放入烧结炉的两电极间，通入脉冲直流电源同时施加压力，利用放电等离子活化效应，使连接界面发生原子扩散从而实现连接。与钎焊温差电单对相比，SPS扩散焊接的最大优势是无需焊料，容易得到干净、接触电阻小的连接界面。但是传统的SPS模具一次只能进行单段材料的扩散焊接，若想使用该模具焊接温差电单对，需要分两次分别完成N、P型温差电材料和阻挡层的扩散焊接，再使用其他焊接手段将两N、P型温差电材料的阻挡层与金属电极连接，传统模具有以下缺点：①科研生产效率较低；②只能实现温差电材料和阻挡层的扩散焊接，连接阻挡层和金属电极时，还需使用其他焊接手段进行二次焊接，二次升温不利于维持温差电单对可靠性。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种温差电单对SPS扩散焊接模具，有效的解决传统SPS模具科研生产效率较低且只能实现温差电材料和阻挡层的扩散焊接，连接阻挡层和金属电极时，还需使用其他焊接手段进行二次焊接，二次升温不利于维持温差电单对可靠性的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种温差电单对SPS扩散焊接模具，其特征在于，包括：

石墨垫块，包括石墨上垫块和石墨下垫块；

石墨承载体，设置在所述石墨上垫块和所述石墨下垫块之间，用于容纳金属电极、温差电材料以及阻挡层；

石墨压头，容置在所述石墨承载体与所述石墨上垫块之间，配合所述石墨上垫块将所述温差电材料紧压至所述阻挡层表面。

优选地，所述石墨承载体的顶部向下开设有若干通孔，用于容纳所述温差电材料以及阻挡层。

优选地，相邻所述通孔的中心距与所述温差电材料的中心距一致。

优选地，所述石墨承载体的底部开设有第一凹槽，与所述通孔连通，用于容纳所述金属电极。

优选地，所述石墨承载体的侧壁上开设有一径向孔，放置测温热电偶，测量温度。

优选地，所述石墨上垫块的底面设置有若干第二凹槽，滑动配合所述石墨压头紧压所述温差电材料。

优选地，所述石墨下垫块的顶部设置有一第三凹槽，用于容纳所述石墨承载体。

本实用新型的有益效果为：

1、能够一次将N、P型温差电材料、阻挡层材料以及金属电极扩散焊接为温差电单对，有利于提升科研生产效率。