系热电材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明提供一种具有低电导率的非晶态的SnTe-1n2Te3系块状热电材料及其制备方法，涉及热电材料领域。
【背景技术】
[0002]热电材料的研究，目前主要集中在降低热电材料的热导率方面。为了降低热电材料的热导率，将材料低维化是一个有效的方法，常用技术集中在掺杂、薄膜、纳米化等方面。在热导率方面，非晶材料的热导率大大低于其晶体材料的热导率，这是由于非晶态在结构上完全不同于晶态，晶态结构特征突出有序，而非晶态结构特征则突出无序，这个结构特征的不同赋予了非晶态更加优异的热学性能。因此，非晶态极有可能为探索新型高热电优值ZT热电材料提供新的可能性。
【发明内容】
[0003]在上述理论基础上，本发明的目的在于提供了一种低热导率的、非晶态的SnTe-1n2Te3系块状热电材料及其制备方法。
[0004]为了实现上述目的，本发明的制备方法包括两个主要步骤:熔体甩带工艺(MS)和放电等离子烧结(SPS)工艺。
[0005]较佳地，所述SnTe-1n2Te3系热电材料的组分为SnTe与In 2Te3的摩尔比为30/70、35/65、40/60、50/50、64/36。
[0006]较佳地，所述熔体甩带(MS)工艺参数为:加热功率:15kW ;循环水温:10~12°C ；压强差:0.035MPa ;铜辊转速:50m/s ;铜辊表面清洁度:保持清洁光滑；石英管尖嘴大小:
0.5mm ;恪炼合金均勾性:均勾，无气孔，无分层；石英管距铜棍表面高度:1cm ;吹气方式:完全熔融后延迟l~2s ;感应熔炼合金状态:合金打磨外表面，并砸碎。
[0007]较佳地，所述放电等离子烧结(SPS)工艺参数为:烧结温度为160°C，烧结压力为
8.5kN，压强300MPa，升温曲线为:用lmin快速升温到140。。，在10s后达到150°C，再经5s到达155°C，然后经5s达160°C;最后烧结温度维持在160土 1°C，在该温度下保温保压5min。
[0008]有益效果
通过本发明提供的制备方法，可以获得具有非晶态结构的SnTe-1n2Te3系块状热电材料，所述材料具有极低的热导率，在423K时热导率Jnin=0.173ffm 'k ^
【具体实施方式】
[0009]实施例1
一种SnTe-1n2Te3系热电材料及其制备方法，所述SnTe-1n 2Te3系热电材料的组分为SnTe与In2Te3的摩尔比为35:65 ;所述制备方法包括熔体甩带工艺(MS)和放电等离子烧结(SPS)工艺；所述熔体甩带(MS)工艺参数为:加热功率:15kW ;循环水温:10~12°C ;压强差:
0.035MPa ;铜辊转速:50m/s ;铜辊表面清洁度:保持清洁光滑；石英管尖嘴大小:0.5mm ;熔炼合金均匀性:均匀，无气孔，无分层；石英管距铜辊表面高度:1cm ;吹气方式:完全熔融后延迟l~2s ;感应熔炼合金状态:合金打磨外表面，并砸碎；所述放电等离子烧结(SPS)工艺参数为:烧结温度为160°C，烧结压力为8.5kN，压强300MPa，升温曲线为:用lmin快速升温到140°C，在10s后达到150°C，再经5s到达155°C，然后经5s达160°C;最后烧结温度维持在160 ±1°C，在该温度下保温保压5min。
[0010]上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。
【主权项】
1.一种SnTe-1n2Te3系热电材料及其制备方法，通过熔体甩带工艺(MS)和放电等离子烧结(SPS)工艺，获得组分为SnTe与In2Te3的摩尔比为30/70、35/65、40/60、50/50、64/36的SnTe-1n2Te3系热电材料。2.根据权利要求1所述的SnTe-1n2Te3系热电材料，其特征在于:所述SnTe_In 21^3系热电材料的组分为SnTe与In2Te3的摩尔比为30/70、35/65、40/60、50/50、64/36。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法主要包括熔体甩带工艺(MS)和放电等离子烧结(SPS)工艺。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述熔体甩带(MS)工艺参数为:加热功率:15kW ;循环水温:10~12°C ;压强差:0.035MPa ;铜辊转速:50m/s ;铜辊表面清洁度:保持清洁光滑；石英管尖嘴大小:0.5mm ;熔炼合金均匀性:均匀，无气孔，无分层；石英管距铜辊表面高度:1cm ;吹气方式:完全熔融后延迟l~2s ;感应熔炼合金状态:合金打磨外表面，并砸碎。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述放电等离子烧结(SPS)工艺参数为:烧结温度为160°C，烧结压力为8.5kN，压强300MPa，升温曲线为:用lmin快速升温到140°C，在10s后达到150°C，再经5s到达155°C，然后经5s达160°C ;最后烧结温度维持在160± 1°C，在该温度下保温保压5min。6.根据权利要求3所述的制备方法，获得了SnTe-1n 2Te3系低热导率块体热电材料，所述材料为非晶态结构，具备极低的热导率，在423K时热导率他iin=0.173ffm 'k ^
【专利摘要】本发明涉及一种SnTe-In2Te3系热电材料及其制备方法，所述SnTe-In2Te3系热电材料组分为SnTe与In2Te3的摩尔比为30/70、35/65、40/60、50/50、64/36；所述制备方法包括两个主要步骤：熔体甩带工艺（MS）和放电等离子烧结（SPS）工艺。通过所述制备方法，获得了低热导率的非晶相的块体SnTe-In2Te3系热电材料。
【IPC分类】H01L35/34, H01L35/16
【公开号】CN105304808
【申请号】CN201510632172
【发明人】不公告发明人
【申请人】涂艳丽
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月29日