[发明专利]一种铋碲系纳米多孔热电材料的制备方法

摘要

一种铋碲系纳米多孔热电半导体材料的制备方法，属于热电材料技术领域。本发明将铋碲基纳米粉末Bi_2-xSb_xTe_3-ySe_y(x＝0-1.9，y＝0-0.5)置于充分溶解有造孔剂的酒精溶液中，混合过程采用超声波和磁悬搅拌相结合的方法，干燥后通过放电等离子体烧结技术将粉末烧结成块体材料，期间利用造孔剂在一定温度下会升华挥发，从而在烧结过程中在块体材料中留下纳米大小的孔洞结构，形成纳米多孔材料。该铋碲基合金系属于菱形晶系结构。本发明的优点在于，制备方法简单、易操作、成本较低、成分控制准确、纳米孔尺寸大小和分布较均匀等。

主权项

1、一种铋碲系纳米多孔热电材料的制备方法，其特征在于，工艺步骤为：(1)将铋碲基纳米粉末Bi2-xSbxTe3-ySey，其中x＝0-1.9，y＝0-0.5置入溶解有含量为3％-25wt％造孔剂的酒精溶液中，同时对水热合成的纳米粉加入掺杂剂，以SbI3或TeI4为N型掺杂，掺杂量为SbI30.1～1.5wt％，TeI4为0.05～0.12wt％，以金属Te为P型掺杂，掺杂量为2～5wt％；(2)将上述溶液用玻璃棒搅拌10～15分钟后置入超声波清洗仪中超声45～50分钟，紧接着将溶液中放入铁氟龙磁力搅拌子，通过磁悬搅拌仪搅拌30～45分钟；(3)重复步骤(2)2-3次，以保证粉末在溶液中得到均匀的分散，在此期间溶液中的酒精已经挥发一部分；(4)将上述混合均匀后的粉末在恒温干燥箱中进行干燥，干燥温度保持在60～70℃，保温时间为保证粉末足以完全干燥为止；(5)将干燥后的粉末收集，通过放电等离子体烧结SPS技术烧结，烧结温度为300～400℃，压力为30～60MPa，升温速率为50～55K/min，并在达到设定温度后保温1-8分钟，烧结得到一定尺寸的圆柱。