专利名称：温差电一体化单体材料制备方法
技术领域：
本发明属于温差电材料制备技术领域，特别是涉及一种温差电一体化单 体材料制备方法。
背景技术：
目前公知的温差发电器，是利用塞贝克效应将热能直接转换成电能的发 电器件，成功应用于空间卫星、月面探测器、深空探测器、海上航标灯、海 底声纳、输油(气)管线的阴极保护、余热利用等各个领域。近年来，由于 全球范围内的能源危机和曰益恶化的生存环境，使人们对温差发电技术又有 了新的认识，让人们看到了温差发电器热电转换效率提升的潜力以及温差发 电技术广阔的应用前景。组成温差发电器的关键元件就是温差电单体，关键 工艺包括了温差电材料的制备和温差电单体的焊接等。传统制备温差电单体
的工艺就是按照温差电材料的化学计量比配置原材料，用粉末冶金法制备 温差电材料合金，然后与电极焊接成温差电单体。这种常用的温差电单体制 备工艺在一定程度上满足了温差电发电的要求，但是也存在一些不足，如制 备单体经过两个独立工艺，费时费力；温差电材料再次经过焊接高温冲击，
影响温差电材料的热电性能。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的问题，提供了一种工艺简单、成本低廉、 并且热电性能好的温差电一体化单体材料制备方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题釆用的技术方案是
温差电一体化单体材料制备方法，其特点是包括以下步骤
l)准备好石墨材料加工的由模套、上压头和下压头构成的模具，下压头放入模套孔底部后，将电极材料粉末放入模具模腔，振荡平整；
2) 在步骤i)中电极材料粉末上面均匀撒入过渡层粉末；
3) 在步骤2)中过渡层粉末上面装入温差电材料粉末，振荡平整，并用 模具的上压头压实；
4) 在步骤3)中温差电材料粉末上面加入步骤2)所述的过渡层粉末后，
再加入步骤l)所述的电极材料粉末，然后放置好上压头；
5) 将准备好的上述模具进行压制；
6) 将压制后的模具放入退火炉中进行退火处理，保温后取出，即制成温差电一体化单体材料。
本发明还可以釆取如下技术措施来实现
温差电一体化单体材料制备方法，其特点是所述步骤5)中的模具放入液压机上进行压制。
温差电一体化单体材料制备方法，其特点是所述步骤4)所用的温差电材料粉末为PbTe基，BiTe基，SiGe基、热电氧化物、填充SkuUerdites化合物。
温差电一体化单体材料制备方法，其特点是所述步骤l)中电极材料粉末为铜、钼、钨、镍、银、铝中一种或多种。
温差电一体化单体材料制备方法，其特点是所述步骤2)中过渡层粉末为厚度0.5mm-hm的银粉、钴粉、铁粉、镍粉中一种或多种。
温差电一体化单体材料制备方法，其特点是所述步骤6)中如果温差电材料为PbTe基，则退火温度为700℃ ，保温10小时。
本发明具有的优点和积极效果是由于在制备温差电元件的同时，将电极材料粉末与温差电材料粉末一起压制，直接得到温差电单体，使材料制备和焊接达到一体化。这种方法简单可行，经济省力，由于减少了温差电材料高温冲击次数，提高了温差电单体的热电性能。
图1为本发明温差电一体化单体材料制备方法的压制流程示意图2是图i中电极材料粉末装模步骤示意图3是图l中过渡层材料装模步骤示意图4是图l中温差电材料粉末装模步骤示意图5是图l中电极材料粉末装模后又装入过渡层材料步骤示意图。
图中的标号分别为l.模套；2.下压头；3.上压头；4.电极材料；5.过 渡层材料；6.温差电材料。
具体实施例方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例， 并配合附图详细说明如下
实施例
参照附图1-5，温差电一体化单体材料制备方法，选用经过破碎过筛的SiGe作为温差电材料粉末、钼粉作为电极材料粉末，银粉作为过渡层粉末。
准备好石墨材料加工的由模套l、上压头3和下压头2构成的模具，下压 头2放入模套1孔底部后，选择钼粉作为电极材料4粉末放入模具模腔，振 荡平整，参见附图2;选择0.2g银粉作为过渡层材料5粉末放入模具模腔内 钼粉的上面，参见附图3;在银粉上面装入SiGe材料作为温差电材料6粉末， 将SiGe材料振荡平整，并用模具的上压头压实装入的各种粉末，参见附图4; 在SiGe材料上面撒入银粉作为过渡层粉末后，再加入钼粉作为电极材料粉末, 然后将上压头3放置到模套1的上腔中，参见附图5;将装配好的模具放入液 压机上以50MPa的压力进行压制，然后放入退火炉中以70(TC温度进行退火处 理，退火5小时后，保温10小时取出，拆开模具，得到三明治结构的温差电 一体化SiGe单体材料。
权利要求
1.温差电一体化单体材料制备方法，其特征在于包括以下步骤1)准备好石墨材料加工的由模套、上压头和下压头构成的模具，下压头放入模套孔底部后，将电极材料粉末放入模具模腔，振荡平整；2)在步骤1)中电极材料粉末上面均匀撒入过渡层粉末；3)在步骤2)中过渡层粉末上面装入温差电材料粉末，振荡平整，并用模具的上压头压实；4)在步骤3)中温差电材料粉末上面加入步骤2)所述的过渡层粉末后，再加入步骤1)所述的电极材料粉末，然后放置好上压头；5)将准备好的上述模具进行压制；6)将压制后的模具放入退火炉中进行退火处理，保温后取出，即制成温差电一体化单体材料。
2. 根据权利要求l所述的温差电一体化单体材料制备方法，其特征在于所 述步骤5)中的模具放入液压机上进行压制。
3. 根据权利要求l所述的温差电一体化单体材料制备方法，其特征在于所 述步骤4)所用的温差电材料粉末为PbTe基，BiTe基，SiGe基、热电氧化物、 填充Skutterdites化合物。
4. 根据权利要求l所述的温差电一体化单体材料制备方法，其特征在于所 述步骤l)中电极材料粉末为铜、钼、钨、镍、银、铝中一种或多种。
5. 根据权利要求l所述的温差电一体化单体材料制备方法，其特征在于所 述步骤2)中过渡层粉末为厚度0.5mm-2隨的银粉、钴粉、铁粉、镍粉中一 种或多种。
6. 根据权利要求l所述的温差电一体化单体材料制备方法，其特征在于所 述步骤6)中如果温差电材料为PbTe基，则退火温度为700。C，保温10小时。
全文摘要
本发明属于温差电一体化单体材料制备方法，包括以下步骤准备好石墨材料加工的由模套、上压头和下压头构成的模具，下压头放入模套孔底部后，依次将电极材料粉末、过渡层粉末、温差电材料粉末、过渡层粉末和电极材料粉末放入模具模腔，振荡平整，放在油压机上进行压制；将压制后的模具放入退火炉中进行退火处理，保温后取出，即制成温差电一体化单体材料。由于在制备温差电元件的同时，将电极材料粉末与温差电材料粉末一起压制，直接得到温差电单体，使材料制备和焊接达到一体化。这种方法简单可行，经济省力，由于减少了温差电材料高温冲击次数，提高了温差电单体的热电性能。
文档编号B22F7/02GK101199997SQ20061013026
公开日2008年6月18日 申请日期2006年12月15日 优先权日2006年12月15日
发明者任保国, 勇 阎, 龙春泉 申请人:中国电子科技集团公司第十八研究所