【CN109950389A】中温区高性能热电材料制备方法及中温区高性能热电材料【专利】

高温热电材料的制备与性能研究热电材料是一种特殊的功能材料，可以实现热能转化为电能或者电能转化为热能。

随着现代科技的发展，对高效能源利用的需求不断增加，高温热电材料的研究变得尤为重要。

本文将探讨高温热电材料的制备方法和性能研究进展。

一、高温热电材料的制备方法目前，制备高温热电材料的方法主要包括传统固相反应法、高温固相烧结法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法和物理热蒸发法等。

传统固相反应法是最基础也是最常用的一种制备方法，通过混合适量的反应物并在高温下进行反应，制得热电材料。

这种方法制备的材料质量较高，但工艺复杂，需要高温环境，生产成本较高。

高温固相烧结法是在传统固相反应法的基础上发展的一种制备方法，通过一系列的高温烧结处理得到热电材料。

烧结过程中，材料微观结构发生改变，晶粒尺寸增大，形成多孔结构，提高了材料的电导率和热导率。

溶胶-凝胶法是通过溶胶的形成和凝胶化反应制备材料，具有低温制备、陶瓷纤维和薄膜材料制备的优势。

但这种方法的难点在于控制凝胶化和烧结过程，以防止材料结构变化和晶粒长大。

化学气相沉积法是利用气相反应将粉末沉积在衬底上形成薄膜，具有制备薄膜材料的优势。

针对高温热电材料，这种方法可以实现薄膜的高温稳定性和热电性能的优化。

物理热蒸发法是将材料蒸发并沉积到衬底上形成薄膜，也是制备高温热电材料薄膜的一种方法。

这种方法具有较高的控制性，可以得到厚度均匀的薄膜。

二、高温热电材料的性能研究进展高温热电材料的性能研究主要包括电导率、热导率、热电力和功率因子等方面。

电导率是衡量材料导电性能的指标，高温热电材料要求具有较高的电导率。

研究人员通过控制材料的晶格结构、微观组分和掺杂等手段，改善材料的导电性能。

热导率是衡量材料导热性能的指标，高温热电材料需要具有较低的热导率。

通过减小材料的晶粒尺寸、掺杂或者调整材料的晶格结构，可以有效地降低材料的热导率。

热电力是衡量材料将热能转化为电能的能力，高温热电材料需要具有较高的热电力。

专利名称：一种中温用相变蓄热材料及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：周卫兵,郑芬,朱教群,李儒光,张弘光,程晓敏,李元元申请号：CN201410803518.9
申请日：20141219
公开号：CN104559936A
公开日：
20150429
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种中温用相变蓄热材料及其制备方法，该中温用相变蓄热材料由以下重量含量的材料组分组成：己二酸80～90％，稀土氧化物5～10％，石墨烯5～10％，以及粘结剂，所述粘结剂的质量为己二酸、稀土氧化物和石墨烯三者总质量的3％。

其制备方法为：(1)将制备中温用相变蓄热材料的原材料按照质量配比称量；(2)将已二酸、稀土氧化物和石墨烯机械混合，混合均匀后装入坩埚中，放入真空干燥箱，在150～160℃温度下熔融吸附6小时；(3)掺入粘结剂进行压片成型，即得到所述中温用相变蓄热材料。

本发明通过简单工艺制备出中温用相变蓄热材料，生产周期短，并且制备的相变蓄热材料导热性能和热稳定性能良好。

申请人：武汉理工大学
地址：430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路122号
国籍：CN
代理机构：湖北武汉永嘉专利代理有限公司
代理人：邬丽明
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910204477.4(22)申请日 2019.03.18(71)申请人 清华大学地址 100084 北京市海淀区清华园(72)发明人 李敬锋　董金峰　孙富华　(74)专利代理机构 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201代理人 黄德海(51)Int.Cl.H01L 35/16(2006.01)H01L 35/34(2006.01)(54)发明名称中温区高性能热电材料制备方法及中温区高性能热电材料(57)摘要本发明公开了一种中温区高性能热电材料制备方法及中温区高性能热电材料，其中，该制备方法可以为GeTe基热电化合物块体制备方法，包括如下步骤：以Ge单质粉、Bi单质粉和Te单质粉为原料，采用机械合金化法处理，得到粉末；将所述粉末采用放电等离子烧结法处理，得到GeTe基热电化合物块体。

该制备方法工艺操作简便，耗能少，耗时少，效率高；且得到的GeTe基热电化合物块体结晶性好，成分简单均匀，重复率高，在中温区300～500℃具有优异的热电性能。

权利要求书1页 说明书6页 附图4页CN 109950389 A 2019.06.28C N 109950389A1.一种中温区高性能热电材料制备方法，其特征在于，包括：步骤S1：以Ge单质粉、Bi单质粉和Te单质粉为原料，采用机械合金化法处理，得到粉末；步骤S2：将所述粉末采用放电等离子烧结法处理，得到GeTe基热电化合物块体。

2.根据权利要求1所述的中温区高性能热电材料制备方法，其特征在于，所述原料中的Ge单质粉、Bi单质粉和Te单质粉的摩尔比为0.95～1.04:0～0.09:1。

3.根据权利要求1或2所述的中温区高性能热电材料制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：所述原料装入球磨机的球磨罐中并通入保护气体后进行机械合金化反应，获得所述粉末。