[发明专利]热电薄膜材料及其制作工艺

摘要

本发明公开了一种热电薄膜材料及其制作工艺，包括合成热电材料基料、配制浆料、制备热电薄膜的基体、烧结处理、焊接电极等制作步骤，特别是本发明采用丝网印刷工序将浆料印刷在柔性承载基底上，很好的突破了高熔点的热电材料在低熔点的柔性承载基底上沉积薄膜的工艺瓶颈；另一方面本发明采用分段式烧结处理方式对干燥后的热电薄膜基体进行烧结，分段式烧结处理方式具有升温速度快、烧结时间短、能降低烧结温度的特点，既适应了柔性承载基底的低熔点要求，又能够更好地形成二次结晶，使得碲化铋和碲化锑重新结晶后的致密性达到88％～90％以上，合成得到的材料不仅表面致密，且材料的比热容会更大，具备良好的热端和冷端，满足市场需求。

主权项

1.一种热电薄膜材料的制作工艺，其特征在于：包括以下制作步骤：(1)合成热电材料基料：(1a)先将碲化铋和碲化锑按照重量比(0.85～1.2)：(0.8～1.1)进行均匀混合，得到主料，然后再向所得主料中掺入适量的表面活性剂，混合均匀，得到混合料；(1b)将所得混合料投入到反应釜中，并在压力为0.27～0.35MPa且温度为185～210℃的条件下热压烧结12～18h，合成得到热电材料烧结体；(1c)先利用离心机对所得热电材料烧结体进行离心去杂，然后再对离心去杂后的热电材料烧结体进行清洗、烘干，得到粒径为1～10μm的热电材料基料；(2)配制浆料：将所得热电材料基料、以及适量的粘合剂、分散剂、消泡剂和其它助剂均匀混合，得到粘度为10～33Pa·s的浆料；其中，按重量百分含量计，所述浆料具有如下原料配方：热电材料基料85～87.5％、粘合剂8～8.5％、分散剂2～2.5％、消泡剂1.35～1.65％、以及余量的其它助剂；(3)制备热电薄膜的基体：利用丝网印刷工序将所得浆料印刷在厚度为0.05～0.08mm的承载基底上，得到热电薄膜的基体；(4)烧结处理：将所得热电薄膜的基体做干燥处理后，再投入到烧结炉体中进行分段式烧结处理，所述分段式烧结处理分为七个烧结阶段，依次为：第一烧结阶段：烧结温度为25～75℃，烧结时间为10～20min；第二烧结阶段：烧结温度为75～125℃，烧结时间为15～25min；第三烧结阶段：烧结温度为125～150℃，烧结时间为60～70min；第四烧结阶段：烧结温度为150～165℃，烧结时间为15～20min；第五烧结阶段：烧结温度为165～105℃，烧结时间为20～25min；第六烧结阶段：烧结温度为105～65℃，烧结时间为15～20min；第七烧结阶段：烧结温度为65～25℃，烧结时间为25～35min；烧结完成后冷却至室温，得到热电薄膜材料的半成品；(5)焊接电极：对所得热电薄膜材料的半成品进行产品检验，检验合格后，按照设计要求在所得热电薄膜材料的半成品上焊接电极，即得到所述热电薄膜材料。