[发明专利]一种微波快速合成‑烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法

摘要

本发明公开了一种微波快速合成‑烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法，属于热电材料制备方法技术领域。本发明的一种微波快速合成‑烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法，其步骤原料配制和冷压成型，微波合成，ZrNiSn热电合金的破碎、球磨和二次冷压成型以及微波烧结。本发明通过将微波合成与微波烧结相结合，并控制合成与烧结过程中的各种工艺参数，使ZrNiSn热电材料的组织中原位析出纳米晶粒，从而显著降低ZrNiSn热电材料的热导率，获得热电性能优越、组织和性能分布均匀且具有单一相的ZrNiSn块体热电材料。

主权项

一种微波快速合成‑烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法，其特征在于：其步骤为：步骤一、原料配制和冷压成型：采用质量分数均不小于99.99％的Zr、Ni、Sn金属单质粉为原料，按1:1:1的化学计量摩尔比称量以上三种金属单质粉，并将其进行混合、研磨，将研磨混合均匀的粉末进行冷压成型形成冷压块体，冷压压强为20～110MPa；步骤二、微波合成：将冷压成型获得的冷压块体置于石英管底部，对石英管进行抽真空处理，然后密封石英管；将密封后的石英管置于坩埚中，在坩埚内壁和石英管外壁之间均匀地铺上微波辅助吸收体，然后将上述坩埚整体置于微波炉内进行微波合成，待合成反应完成并冷却后，即获得ZrNiSn热电合金；步骤三、ZrNiSn热电合金的破碎、球磨和冷压成型：将以上ZrNiSn热电合金进行破碎、研磨，并将其置于球磨机中进行球磨，将球磨后的粉末干燥后进行二次冷压成型形成冷压块体，二次冷压成型的压强为90～260MPa；步骤四、微波烧结：将二次冷压成型后获得的冷压块体置于石英管底部，对石英管进行抽真空处理，然后密封石英管；将密封后的石英管置于坩埚中，在坩埚内壁和石英管外壁之间均匀地铺上微波辅助吸收体，然后将该坩埚整体置于微波炉内进行微波烧结，待烧结完成并冷却后，即获得所需的ZrNiSn块体热电材料。