[发明专利]一种单晶Bi2Te3热电材料的制备方法有效
| 申请号： | 201810204313.7 | 申请日： | 2018-03-13 |
| 公开（公告）号： | CN108374198B | 公开（公告）日： | 2019-08-27 |
| 发明（设计）人： | 张波萍;唐春梅;裴俊;吴茵 | 申请（专利权）人： | 北京科技大学 |
| 主分类号： | C30B29/46 | 分类号： | C30B29/46;C30B1/06 |
| 代理公司： | 北京市广友专利事务所有限责任公司 11237 | 代理人： | 张仲波 |
| 地址： | 100083*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 一种单晶Bi2Te3热电材料的制备方法，属于能源材料技术领域。本发明以机械合金化法预合成的Bi2Te3粉体作为原料分批在2MPa下保压0.5～1.5min压制成片并放入尖底石英管中真空封管，再将石英管尖底朝下放入竖炉中，以5～30℃/h的速率升温至600～750℃，并保温10～30h，然后以1～3℃/h的速率缓慢降温至380～550℃，再以10～50℃/h的速率降温至30℃得到单晶Bi2Te3块体。本发明制备的单晶Bi2Te3块体热电材料面内功率因子为2～5mWm‑1K‑2，面间功率因子为0.6～2mWm‑1K‑2。利用机械合金化法结合温度梯度固化法制备单晶Bi2Te3块体热电材料具有过程简便易操作，对设备和制备环境要求低，烧结温度低等特点并进一步提升了Bi2Te3块体的热电性能。制备的单晶Bi2Te3热电材料有可能在温差发电和热电制冷等领域得到广泛的应用。 | ||
| 搜索关键词： | 单晶 制备 热电材料 机械合金化法 块体热电材料 功率因子 石英管 块体 环境要求 缓慢降温 能源材料 热电性能 热电制冷 温差发电 温度梯度 压制成片 烧结 对设备 预合成 保压 放入 粉体 封管 竖炉 固化 保温 下放 应用 | ||
【主权项】：
1.一种单晶Bi2Te3热电材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法以Bi粉、Te粉为原料，通过控制机械合金化法和温度梯度固化法的反应条件，制得结晶性良好、结构致密的单晶Bi2Te3块体热电材料；所述制备方法具体包括以下步骤：(1)机械合金化反应：以质量分数大于99.99％的Bi粉、Te粉为原料，按照Bi2Te3的名义成分称重配料，装入不锈钢球磨罐中并通入氩氢混合保护气后进行机械合金反应，获得多晶Bi2Te3粉体；(2)温度梯度固化反应：将步骤(1)中获得的多晶Bi2Te3粉体分批在2MPa下保压0.5～1.5min压制成片并放入尖底石英管中真空封管，再将石英管尖底朝下放入竖炉中，以5～30℃/h的速率升温至600～750℃，并保温10～30h，然后以1～3℃/h的速率缓慢降温至380～550℃，再以10～50℃/h的速率降温至30℃得到单晶Bi2Te3块体；所述机械合金化反应的条件为：球料比10:1～20:1，转速300～450rpm，时间3～15h。
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