、？、66、311、〇6、1^、1、8厂八1、 Cu、Ag、Yb、Tm、La、Gd、Dy单质的粉末中的一种或两种以上的混合粉末，装入真空球磨罐或 混料机罐体内，抽真空至10 1Pa或通入氩气，随后利用球磨机或混料及进行混料；
[0036] 2)合金熔炼：将上述混合完成的粉末装入化学气相沉积设备的炉管中，抽真空至 10 2pa，加热至1000°C -IKKTC，使原料粉体熔融汽化，在炉管内进行反应沉积，反应时间为 20h，反应结束后自然冷却至室温，得到BiSbTeSeS基p型热电材料合金锭。
[0037] -种BiSbTeSe基热电材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0038] 1)粉体混合：取扮、513、36、了6四种单质粉末和3、31、？、66、311、〇6、1^、1、8厂八1、 Cu、Ag、Yb、Tm、La、Gd、Dy单质的粉末中的一种或两种以上的混合粉末，；的粉末，装入真空 球磨罐或混料机罐体内，抽真空至10 1Pa或通入氩气，随后利用球磨机或混料及进行混料；
[0039] 2)合金熔炼：将粉末装入一端已经封口的石英管，将石英管抽真空并且熔融封 口，石英管熔封全套设备生产商为沃克能源；将封装好的石英管在700°C先进行区域熔炼 20h，自然冷却至室温，得到BiSbTeSeS基p型热电材料合金锭。
[0040] 进一步的，上述制备方法中，Bi、Sb、Te、Se单质的纯度为4N-5N。
[0041] 进一步的，上述制备方法中，步骤1)的混料过程中，真空球磨罐或混料机罐的转 速为50r/min，混料时间2h。
[0042] 进一步的，上述制备方法中，步骤2)中石英管的直径为20-30mm。
[0043] 以下是本发明具体实施例，在下述实施例中，所涉及的原料、仪器及设备均为可以 通过购买渠道获得。
[0044] 实施例1
[0045] 一种BiSbTeSe基热电材料，该BiSbTeSe基热电材料的制备方法如下：
[0046] 1)粉体混合：按Bi、Sb、Te、Se和S的摩尔分数为：8%、32%、54%、3%和3%的 比例称取纯度为4N的Bi、Sb、S、Se和Te五种单质粉末，装入真空球磨罐，抽真空至10 1Pa 或通入氩气，随后利用球磨机或混料及进行混料，真空球磨罐的转速为50r/min，混料时间 2h ；
[0047] 2)合金熔炼：将上述混合完成的粉末装入化学气相沉积设备的炉管中，抽真空至 10 2pa，加热至1000°C -IKKTC，使原料粉体熔融汽化，在炉管内进行反应沉积，反应时间为 20h，反应结束后自然冷却至室温，得到BiSbTeSeS基p型热电材料的合金锭，该BiSbTeSe 基热电材料的通式为Bi。. Jb1.6Te2.7Se。. 15Sa 15。
[0048] 实施例2
[0049] 一种BiSbTeSe基热电材料，该BiSbTeSe基热电材料的制备方法如下：
[0050] 1)粉体混合：按扮、313、16、36和3的摩尔分数为：12%、28%、58%、1.5%和0.5% 的比例称取纯度为5N的Bi、Sb、S、Se和Te五种单质粉末，装入真空球磨罐，抽真空至10 1Pa 或通入氩气，随后利用球磨机或混料及进行混料，真空球磨罐的转速为50r/min，混料时间 2h ；
[0051] 2)合金熔炼：将粉末装入一端已经封口、直径为25mm的石英管，将石英管抽真空 并且熔融封口，石英管熔封全套设备生产商为沃克能源；将封装好的石英管在70(TC先进 行区域熔炼20h，自然冷却至室温，得到BiSbTeSeS基p型热电材料的合金锭，该BiSbTeSe 基热电材料的通式为Bi。. Ab1.4Te2.9Se。. 3S。. Q25。
[0052] I.导热系数测试
[0053] 对实施例1和实施例2的BiSbTeSe基热电材料的导热系数测试，采用测试仪器 为：美国TA，FL4010激光导热仪；德国耐驰，DSC 200F3,分别测试温度为50°C、80°C、120°C 温度下BiSbTeSeS基p型热电材料的导热系数，结果见表1。
[0054] 表1 :导热系数测试结果
[0055]
[0056] 2.电阻率测试
[0057] 电阻率测试方法为将实施例1和实施例2的BiSbTeSe基热电材料采用冷压和放 电等离子烧结（SPS)两种方式制备成块体，采用四探针电阻率测试仪（苏州晶格，ST2722) 进行测试，测试结果见表2。
[0058] 表2 :电阻率测试结果
[0059]
[0060] 3. seebeck 系数测试
[0061] 采用日本ULBAC-RIK0公司生产的Seebeck系数仪对实施例1的BiSbTeSeS基p 型热电材料，测试温度范围为50-200°C，测试方法为四电极法，测试所得到的材料Seebeck 系数及热电优值ZT曲线图分别见图3和图4。
[0062] 4.材料的晶相图
[0063] 图5为实施例1的BiSbTeSeS基p型热电材料的显微晶相图，测试仪器为广州市 海科思自动化设备有限公司的H0K-0731型金相显微镜，取一小片熔炼好的合金，用1500目 金相砂纸对表面进行打磨，用仪器自带的拍照系统拍取材料晶相图像，结果见图5。
[0064] 上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围， 本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所 要求保护的范围。
【主权项】
1?一种BiSbTeSe基热电材料，其特征在于，其通式为Bi ^SbJexSe具;其中，m = 0? 4-0. 6，n = I. 4-1. 6，x = 2. 7-2. 9，y = 0? 075-0. 3，z = 0? 02-0. 15，M 为 S、Si、P、Ge、Sn、 Ce、Li、I、Br、Al、Cu、Ag、Yb、Tm、La、Gd以及Dy元素中的一种或两种以上。2. 根据权利要求1所述的BiSbTeSe基热电材料，其特征在于，其中Bi、Sb、Se、Te 和掺杂元素M的摩尔百分数分别为：8% -12%，28 % -32%，54 % -58%，I. 5% -6 %和 0? 4% _3%〇3. -种如权利要求1所述的BiSbTeSe基热电材料的制备方法，其特征在于，该制备方 法包括以下步骤： 1) 粉体混合：取 Bi、Sb、Se、Te 四种单质粉末和 S、Si、P、Ge、Sn、Ce、Li、I、Br、Al、Cu、 Ag、Yb、Tm、La、Gd、Dy单质的粉末中的一种或两种以上的混合粉末，装入真空球磨罐或混料 机罐体内，抽真空至10 1Pa或通入氩气，随后利用球磨机或混料机进行混料； 2) 合金熔炼：将上述混合完成的粉末装入化学气相沉积设备的炉管中，抽真空至 10 2pa，加热至1000°C -IKKTC，使原料粉体熔融汽化，在炉管内进行反应沉积，反应时间为 20h，反应结束后自然冷却至室温，得到BiSbTeSe基热电材料的合金锭。4. 一种如权利要求1所述的BiSbTeSe基热电材料的制备方法，其特征在于，该制备方 法包括以下步骤： 1) 粉体混合：取 Bi、Sb、Se、Te 四种单质粉末和 S、Si、P、Ge、Sn、Ce、Li、I、Br、Al、Cu、 Ag、Yb、Tm、La、Gd、Dy单质的粉末中的一种或两种以上的混合粉末，，装入真空球磨罐或混 料机罐体内，抽真空至10 1Pa或通入氩气，随后利用球磨机或混料及进行混料； 2) 合金熔炼：将粉末装入一端已经封口的石英管，将石英管抽真空并且熔融封口，石 英管熔封全套设备生产商为沃克能源；将封装好的石英管在700°C先进行区域熔炼20h，自 然冷却至室温，得到BiSbTeSe基热电材料的合金锭。5. 根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：其中，Bi、Sb、Se和Te单质的纯 度为4N-5N。6. 根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)的混料过程中，真空球磨 罐或混料机罐的转速为50r/min，混料时间2h。7. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中石英管的直径为20-30_。
【专利摘要】本发明公开了一种BiSbTeSe基热电材料，其通式为BimSbnTexSeyMz；其中，m＝0.4-0.6，n＝1.4-1.6，x＝2.7-2.9，y＝0.075-0.3，z＝0.02-0.15，M为S、Si、P、Ge、Sn、Ce、Li、I、Br、Al、Cu、Ag、Yb、Tm、La、Gd以及Dy元素中的一种或两种以上。该BiSbTeSe基热电材料通过粉体混合、合金熔炼等步骤制备而成。本发明所述的BiSbTeSe基热电材料具有导热系数低、热电性能好等优点，拓展了热电材料的应用领域。
【IPC分类】C22C1/04, H01L35/16, C22C30/00
【公开号】CN105047808
【申请号】CN201510579429
【发明人】罗义平, 林彬
【申请人】广东雷子克热电工程技术有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年9月11日