[发明专利]高致密化高性能纳米晶块体热电材料的高压烧结制备方法

摘要

本发明公开一种高致密化高性能纳米晶块体热电材料的高压烧结制备方法，其特征是：(1)利用球磨法制备纳米晶合金粉，晶粒尺度控制在5nm-30nm；(2)采用高压烧结技术制备纳米晶块体热电材料，压力范围控制在0.8GPa-6GPa，烧结温度控制在0.25-0.8T_熔点，烧结时间为10-120分钟；获得的纳米晶块体热电材料的相对密度达到90％-100％，平均晶粒尺寸为10-50nm。本发明工艺简单，其无量纲热电优值(ZT)高达2.0以上。同时该发明在保证材料具有高的热电性能的基础上，提高了纳米晶块体热电材料的致密度，从而具有良好的产业化前景。

主权项

1.一种高致密化高性能纳米晶块体热电材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)纳米粉体的制备：以元素材料为原料，利用机械合金化方法或熔化法制备相应的热电合金，然后在惰性气体保护下或在真空条件下球磨制备出平均晶粒尺寸在5nm-30nm的合金粉末，其中所获得的热电合金的熔点为T熔点；(2)高压烧结：a在惰性气体保护下或真空条件下，将球磨好的纳米合金粉末压制成预制坯；b将预制坯放入高压烧结模具中，在0.8GPa-6GPa压力下进行烧结，烧结温度控制在0.25-0.8T熔点，烧结时间为10-120分钟；获得相对密度达到90％-100％，平均晶粒尺寸为10-50nm的纳米晶块体热电材料。