一种具有良好热稳定性的Mg3Sb2基热电材料及其制备方法

文档序号:37522698发布日期:2024-04-01 14:42阅读:153410来源:国知局
一种具有良好热稳定性的Mg3Sb2基热电材料及其制备方法

本发明涉及热电材料,尤其涉及一种具有良好热稳定性的mg3sb2基热电材料及其制备方法。


背景技术:

1、热电能量转换技术基于热电效应可直接将热能转换成电能,并且不需要任何机械转动部件、不依赖于环境、灵活度高,且清洁无污染,不仅在微电子领域有良好的应用潜力,在航空航天、深空/远洋探测领域更是发挥了不可替代的作用。热电能量转换效率与材料无量纲热电优值zt息息相关,zt=s2σt/κ,其中s是材料的seebeck系数,σ是电导率,t代表材料所使用的环境绝对温度,κ是材料的热导率。同时,热电器件长时间运行,保持器件输出性能不大幅度衰减或波动,需要热电材料具有良好的稳定性。

2、n型mg3sb2基热电材料于2016年首次被报道,凭借突出的热电性能,当时即引起广泛关注,目前其在室温附近zt值达到0.8,高温zt值达到1.8,被认为是最有希望取代bi2te3成为新一代商业化热电材料的明星材料。但是,mg3sb2基热电材料高温下长时间运行后,容易发生mg损失,导致材料性能衰减。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有良好热稳定性的mg3sb2基热电材料及其制备方法,本发明提供的mg3sb2基热电材料具有良好的热稳定性。

2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

3、本发明提供了一种具有良好热稳定性的mg3sb2基热电材料,其特征在于,包括mg3sb2基材和沉积在所述mg3sb2基材表面的mgo保护层。

4、优选的,所述mgo保护层的厚度为50~200μm。

5、本发明提供了上述方案所述的具有良好热稳定性的mg3sb2基热电材料的制备方法,包括以下步骤:采用mgo靶材,利用磁控溅射在mg3sb2基材表面沉积mgo保护层,得到所述具有良好热稳定性的mg3sb2基热电材料。

6、优选的,所述mgo靶材的纯度≥99.99%。

7、优选的,所述磁控溅射的靶基距为50~120mm。

8、优选的,所述磁控溅射为射频磁控溅射。

9、优选的,所述磁控溅射的电源功率为10~25w。

10、优选的,所述磁控溅射时样品台转速为20~40r/min。

11、优选的,所述磁控溅射的气压为1~3pa。

12、优选的,所述磁控溅射前还包括预溅射。

13、本发明提供了一种具有良好热稳定性的mg3sb2基热电材料,包括mg3sb2基材和沉积在所述mg3sb2基材表面的mgo保护层。本发明在mg3sb2基材表面沉积有一层mgo涂层,可以很好地保护mg3sb2基热电材料不与空气中的氧气和水发生化学反应;同时还可以阻止高温下的mg损失,防止材料高温下长时间运行后性能下降;而且,mgo保护层与mg3sb2基材料不发生化学反应,界面清晰,不会影响热电材料本身性能。

14、本发明采用磁控溅射技术在mg3sb2基热电材料表面沉积mgo保护层,具有结构致密的优点。



技术特征:

1.一种具有良好热稳定性的mg3sb2基热电材料,其特征在于,包括mg3sb2基材和沉积在所述mg3sb2基材表面的mgo保护层。

2.根据权利要求1所述的具有良好热稳定性的mg3sb2基热电材料,其特征在于,所述mgo保护层的厚度为50~200μm。

3.权利要求1或2所述的具有良好热稳定性的mg3sb2基热电材料的制备方法,包括以下步骤:采用mgo靶材,利用磁控溅射在mg3sb2基材表面沉积mgo保护层,得到所述具有良好热稳定性的mg3sb2基热电材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述mgo靶材的纯度≥99.99%。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法,其特征在于,所述磁控溅射的靶基距为50~120mm。

6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述磁控溅射为射频磁控溅射。

7.根据权利要求3或6所述的制备方法,其特征在于,所述磁控溅射的电源功率为10~25w。

8.根据权利要求3或6所述的制备方法,其特征在于,所述磁控溅射时样品台转速为20~40r/min。

9.根据权利要求3或6所述的制备方法,其特征在于,所述磁控溅射的气压为1~3pa。

10.根据权利要求3或6所述的制备方法,其特征在于,所述磁控溅射前还包括预溅射。


技术总结
本发明提供了一种具有良好热稳定性的Mg<subgt;3</subgt;Sb<subgt;2</subgt;基热电材料及其制备方法,属于热电材料技术领域。本发明提供的具有良好热稳定性的Mg<subgt;3</subgt;Sb<subgt;2</subgt;基热电材料,包括Mg<subgt;3</subgt;Sb<subgt;2</subgt;基材和沉积在所述Mg<subgt;3</subgt;Sb<subgt;2</subgt;基材表面的MgO保护层。本发明在Mg<subgt;3</subgt;Sb<subgt;2</subgt;基材表面沉积有一层MgO保护层,可以很好地保护Mg<subgt;3</subgt;Sb<subgt;2</subgt;基热电材料不与空气中的氧气和水发生化学反应;同时还可以阻止高温下的Mg损失,防止材料高温下长时间运行后性能下降;而且,MgO保护层与Mg<subgt;3</subgt;Sb<subgt;2</subgt;基材料不发生化学反应,界面清晰,不会影响热电材料本身性能。

技术研发人员:商红静,丁发柱,古宏伟,邹琪,张琳
受保护的技术使用者:中国科学院电工研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/3/31
网友询问留言 已有2条留言
  • 189623... 来自[中国] 2024年04月07日 12:50
    啥意思呢
    0
  • 189623... 来自[中国] 2024年04月07日 12:50
    评论了看不到啊
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