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Ag0.8PbmSbTem+2热电材料的快速热压法制备及性能表征

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电材料 领 域 ， 日本 学者 Ａｔｕ ｏ等人 通 过封 管熔 炼结合 ｓｋ
料 的 结 构和 热 电性 能 的影 响 。 当 ／ 一 １ Ｔ ／ ６时 ， ３ ８ 在 ４Ｋ
材 料 Ｓ ｅ ｅ ｋ系 数 达 到 最 大 值 一 ６ ４ Ｖ／ ｅｂｅ ３ ￣ Ｋ。 当 ｍ ： １ ＝ ８ ： 时 ， ５ ８ 功 率 因 子 达 到 最 大 值 ７ ５ １ Ｗ ／ Ｉ 在 ４Ｋ ．× ０ （ｎ・
理量， 三者通 过 载流子 相互 制 约又 紧密 地联 系在 一起 。 热 电材料 要 想 有 很 强 的 竞 争 力 ， 的 Ｚ 值 必 须 ＞ 它 Ｔ
１ｌ 【 ２ ］
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２ 实 验
将Ｐ（ ｂ ＮＯ。 和 Ｔ ） ｅ粉 （ 度 ９ ． ９ ） 照 物质 纯 ９９ ９ 按
的 量 比 为 １：ｌ 合 后 ， 入 有 聚 四 氟 乙 烯 内 衬 的 不 锈 混 放
施 可 以使热 电材 料 达 到一 种 理 想 的状 态 ： 子 散 射 加 声
文章 编 号 ：０ １９ ３ （ ０ ０ Ｏ — ５ １０ １ ０ —７ １ ２ １ ）９１ ８ —４
１ 引 言
全球 能源 匮乏 的 日益严 重 ， 同时许 多工 业废 气 、 废 水 的余热 相 当可观 ， 如果 能 充分 利用 ， 以产 生 巨大经 可 济效 益 ， 同时 改 善 了环 境 。利用 热 电材 料 的热 电转 换 特性 可 以实现 这 一 过程 ， 以 研究 开发 新 型热 电材 料 所
ＡｇＳ —ｂ微 区 ， 造成 局部 结构 和 电子 的 畸变 ， 是 决定 会 这
备 块 体 热 电 材 料 。 研 究 快 速 热 压 和 值 的 变 化 对 材
Ａｇ ｂ Ｓ Ｔｅ＋ 性 能 的关 键 因 素 。此后 ， ｅ Ｐ ｂ Ｂ ｄ等学 者 ］ 通过球 磨 合金 锭结 合 热压 烧 结 ， Ｂ— ｂＴ 使 ｉ — ｅ体 系 热 电 Ｓ 材 料 在 ３５ ７ Ｋ左 右 的 ＺＴ值提 高 了近 ４ 。在 多 晶热 ０
石 宇 等 ： ＿ ｂ Ｓ Ｔ 电材料 的快速 热压 法制备及性能表征 Ａｇ 。 ｂ ｅ＋ 热 ０Ｐ
Ａｇ Ｐ ｂ 仇 ２ 电材 料 的快 速 热 压 法 制 备 及 性 能 表征 ｂ Ｓ Ｔｅ ＋ 热
石 宇 ， 蒋 阳 苏煌 铭 韩 领 仲 洪 海 余 大斌 ， ， ， ，
Ｋ ） 。
关 键词 ： 热 电材 料 ； 速 热 压 烧 结 ； ｅｂ ｃ 系 数 ； 快 Ｓ ｅ ｅｋ
Ａ ｏ Ｐｂ ｇ ． ＳｂＴｅ ＋ ８ ２
热 压烧 结 的方 法 制 备 了 Ｎ 型 Ａｇ一 Ｐ －Ｓ Ｔ ｚ ， ｂｓ ｂ ｅ。 获 ］
得 了 良好 的性 能 。
（ ． 肥 工业 大学 材 料科 学 与工 程学 院 ， １合 安徽 合 肥 ２ ０ ０ ； ３ ０ ９ ２ 电子 工程 学 院 脉 冲 强激光 技 术 国家重 点实 验室 ， 徽 合肥 ２ ０ ３ ） ． 安 ３ ０ ７ 摘 要 ： 采 用 真 空 封 管 熔 炼 法成 功 制 备 Ｎ 型 Ａｇ． 。 ｓ Ｐ ｂ ２ 一１ ，４ １ ，８ 合金 粉 体材 料 ， ｂ Ｓ Ｔｅ＋ （ ２ １ ，６ １） 经过 高
一１ ，４ １ ，８ 热 电 材料 的 热压 工 艺 ， 表 征及 分 析 ２ １ ，６ １ ） 并
热 电性能 。
热 电优值 Ｚ 来 表 征 热 电材 料 的 性 能 ， 丁一 Ｓ 盯 ， Ｔ Ｚ 。丁 其 中 Ｓ、、 Ｔ和 分 别为 Ｓ ｅ ｅ ｋ系数 、 ｅｂｅ 电导率 、 对温 绝 度 和 热导率 。其 中 ， 。 称 为功 率 因子 ， 映材 料 ］ Ｓ 盯被 反 的电传 输性 能 ； 反 映 材 料 的 热 传 输 性 能 。热 电 材 料 的 Ｓ ｅ ｅｋ系数 、 ｅｂｅ 电导 率 和 热 导 率 不 是 互 相 孤 立 的 物
能 球 磨 使 合 金 粉 末 粒 度 达 到 微 米 量 级 。 利 用 快 速 热 压
烧 结 工 艺 ， ６ ３ 压 力 为 ２ ＭＰａ下 ， 结 ３ ｒ ｉ 制 在 ７ Ｋ， ０ 烧 ０ ｎ， ａ
产 生很 多 的 化 合 物 ， 性 能 控 制 打 下 了很 好 的基 础 。 为 这种材 料 微观 结 构具 有 不 均 匀 性 ， ＡｇＳ 富 — ｂ相 的 纳米 晶嵌 在 Ｐ Ｔ ｂ ｅ的基 体里 面 ， 有被 富 Ｐ Ｔｅ其 化 合 物 是 一 类 在 中 温 区 （ ０ ｂ ５ ０～
中图分 类号 ： ＴＮ３ ７ ７
文 献标 识码 ： Ａ
本 文采 用快 速 热压 法制 备 Ｎ 型 Ａｇ．Ｐ ｂ ｅ十 。 ｂ Ｓ Ｔ ｚ ｓ 材料， 采用 很快 的 升 温 速 度 ， 比较 短 的 保 温 时 间 ， 制 抑 了晶粒 长大 。通 过 降低 烧 结 时 间 ， 高 烧 结 温 度 等 措 提
和新 的制造 工 艺有着 重 要 的社会 意义 。通常 以无 量纲
强 的 同时 ， 载流 子 迁 移 率 却 不 受 影 响［ 。高 强 度 石 墨 ｇ ］
的价格 低廉 ， 于机 械加 工 ， 易 热稳 定性 好 同时 具 有足 够
的机械 强度 ， 能 形 成 保 护 气 氛 。采 用 高 强 度 石 墨 模 且 具 ， Ｓ Ｓ 法 要 经 济 实 惠［ 地 。 非 化 学 计 量 比 的 比 Ｐ １ ］ Ｐ Ｔｅ ｂ 材料 能够 改 变材 料 的导 电类 型和 电学输 运 特性 ， 有 可能 增加 材料 的功 率 因 子［ ， １ 。 另外 通 过 改 变 掺 杂 浓度 来 调整 费 米 能 级 以达 到最 大 的 功 率 因子 『 １ 引。本 文研 究 了非 化 学 计 量 比 的 Ｎ 型 Ａｇ－Ｐ ｂ ｅ ＋ （ ｏ ｂＳ Ｔ ｚｍ ｓ

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《低温液相烧结法制备高性能p型(Bi,Sb)2Te3热电材料》

《低温液相烧结法制备高性能p型(Bi,Sb)2Te3热电材料》

《低温液相烧结法制备高性能p型（Bi,Sb）2Te3热电材料》篇一一、引言热电材料作为新兴功能材料，其在热能与电能之间相互转换的独特性质，使其在能源领域具有广泛的应用前景。

其中，p型（Bi,Sb）2Te3热电材料因其优异的热电性能和相对较低的制造成本，受到了研究者的广泛关注。

本文将重点介绍一种低温液相烧结法制备高性能p型（Bi,Sb）2Te3热电材料的工艺流程和关键技术。

二、实验原理低温液相烧结法是利用液相反应与烧结相结合的方法，通过在较低的温度下实现材料的烧结与致密化。

在制备p型（Bi,Sb）2Te3热电材料的过程中，通过调整Bi、Sb的掺杂比例和烧结过程中的温度、压力等参数，实现对材料性能的优化。

三、实验过程1. 材料选择与准备：选用高纯度的Bi、Sb、Te原料，按照一定的比例混合后进行研磨，以获得均匀的混合粉末。

2. 低温液相烧结：将混合粉末置于低温环境中，通过液相反应使原料充分反应并形成（Bi,Sb）2Te3化合物。

随后进行烧结，使材料致密化。

3. 性能优化：通过调整Bi、Sb的掺杂比例和烧结过程中的温度、压力等参数，优化材料的性能。

四、实验结果与分析1. 实验结果：采用低温液相烧结法制备的p型（Bi,Sb）2Te3热电材料具有较高的电导率和赛贝克系数，以及较低的热导率。

此外，材料还具有较好的稳定性和重复性。

2. 结果分析：通过对实验结果的分析，发现Bi、Sb的掺杂比例对材料的性能具有显著影响。

适量的Bi、Sb掺杂可以提高材料的电导率和赛贝克系数，降低热导率。

此外，烧结过程中的温度、压力等参数也对材料的性能产生一定影响。

五、结论本文采用低温液相烧结法制备了高性能p型（Bi,Sb）2Te3热电材料，通过对实验过程和结果的分析，得出以下结论：1. 低温液相烧结法可以实现p型（Bi,Sb）2Te3热电材料的低温制备和致密化，有效提高材料的性能。

2. Bi、Sb的掺杂比例对材料的性能具有显著影响，适量的掺杂可以提高材料的电导率和赛贝克系数，降低热导率。

《低温液相烧结法制备高性能p型(Bi,Sb)2Te3热电材料》

《低温液相烧结法制备高性能p型(Bi,Sb)2Te3热电材料》

《低温液相烧结法制备高性能p型（Bi,Sb）2Te3热电材料》篇一一、引言随着科技的飞速发展，热电材料因其独特的性能在能源转换与利用领域得到了广泛关注。

p型（Bi,Sb）2Te3热电材料作为其中的一种重要代表，具有优异的热电性能和广泛的应用前景。

本文将介绍一种新型的制备方法——低温液相烧结法，以制备高性能p型（Bi,Sb）2Te3热电材料。

二、低温液相烧结法的基本原理低温液相烧结法是一种通过液相介质中的化学反应和烧结过程来制备材料的方法。

在制备p型（Bi,Sb）2Te3热电材料时，该方法主要利用低熔点的金属盐作为介质，将Bi、Sb等元素溶解在液相中，并通过化学反应生成（Bi,Sb）2Te3化合物。

随后，通过降低温度使液相固化，实现烧结过程。

三、制备过程及关键技术1. 原料选择与预处理：选择高纯度的Bi、Sb和Te元素作为原料，并进行适当的预处理，如研磨、混合等。

2. 液相反应：将预处理后的原料与低熔点金属盐混合，在一定的温度和压力下进行液相反应，生成（Bi,Sb）2Te3化合物。

3. 烧结过程：降低温度使液相固化，实现烧结过程。

在烧结过程中，需要控制温度、压力和时间等参数，以保证产物的质量和性能。

4. 后处理：对烧结后的产物进行后处理，如清洗、干燥、研磨等，以提高产物的纯度和性能。

四、性能分析与优势采用低温液相烧结法制备的p型（Bi,Sb）2Te3热电材料具有以下优势：1. 高纯度：原料经过严格选择和预处理，可确保产物的纯度。

2. 均匀性：通过液相反应和烧结过程，可实现产物的均匀性和致密性。

3. 优异性能：制备出的p型（Bi,Sb）2Te3热电材料具有优异的热电性能，如高电导率、高热导率和低的热电势损失等。

4. 制备成本低：低温液相烧结法工艺简单、操作方便，可降低生产成本。

五、应用前景与展望p型（Bi,Sb）2Te3热电材料具有广泛的应用前景，如在能源转换、能源存储和能源管理等领域具有潜在的应用价值。

一种快速制备高性能AgBiSe块体热电材料的方法[发明专利]

一种快速制备高性能AgBiSe块体热电材料的方法[发明专利]

专利名称：一种快速制备高性能AgBiSe块体热电材料的方法专利类型：发明专利
发明人：唐新峰,刘婵,苏贤礼,杨东旺
申请号：CN201410571388.0
申请日：20141023
公开号：CN104404284A
公开日：
20150311
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种快速制备高性能AgBiSe块体热电材料的方法，具体步骤为：1)按照化学计量比1:1:2分别称量Ag粉、Bi粉、Se粉作为原料，然后将各原料粉末研磨混合均匀后压制成块体；
2)将步骤1)所得块体进行热爆反应，反应完成之后自然冷却，得到单相AgBiSe化合物；3)将步骤2)中所得AgBiSe化合物研磨成粉，进行放电等离子体活化烧结，得到高性能AgBiSe块体热电材料。

本发明采用快速热爆合成反应结合放电等离子体活化烧结工艺，在30min内制备出ZT达到0.85(550℃时)的AgBiSe块体热电材料，具有制备时间短、能耗低、工艺简单、对设备要求低、适宜规模化生产等优点。

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
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《低温液相烧结法制备高性能p型(Bi,Sb)2Te3热电材料》

《低温液相烧结法制备高性能p型(Bi,Sb)2Te3热电材料》

《低温液相烧结法制备高性能p型（Bi,Sb）2Te3热电材料》篇一一、引言随着科技的发展，热电材料在能源转换、热电转换等领域的应用日益广泛。

p型（Bi,Sb）2Te3作为一种典型的热电材料，具有高ZT值和良好的热电性能，因此备受关注。

然而，其制备过程中的烧结技术对材料的性能具有重要影响。

本文将介绍一种低温液相烧结法制备高性能p型（Bi,Sb）2Te3热电材料的方法，以期为相关领域的研究提供参考。

二、实验部分1. 材料与设备实验所需材料包括Bi、Sb、Te等原料，以及球磨机、烧结炉、X射线衍射仪、热电性能测试仪等设备。

2. 实验方法（1）按照一定比例将Bi、Sb、Te混合，进行球磨混合，得到均匀的混合粉末。

（2）将混合粉末进行低温液相烧结，烧结温度、时间等参数需根据实验条件进行优化。

（3）对烧结后的样品进行X射线衍射分析，确定其物相组成。

（4）对样品进行热电性能测试，包括电导率、塞贝克系数和热导率等。

三、结果与讨论1. 物相分析通过X射线衍射分析，我们可以得到烧结后样品的物相组成。

结果表明，采用低温液相烧结法可以成功制备出p型（Bi,Sb）2Te3热电材料，且物相纯度高，无杂质相。

2. 热电性能测试对样品进行热电性能测试，结果表明，采用低温液相烧结法制备的p型（Bi,Sb）2Te3热电材料具有较高的电导率和塞贝克系数，同时热导率较低。

这表明该制备方法可以有效提高（Bi,Sb）2Te3热电材料的性能。

3. 烧结温度与时间对性能的影响烧结温度和时间对（Bi,Sb）2Te3热电材料的性能具有重要影响。

通过优化烧结参数，可以得到具有更高ZT值的p型（Bi,Sb）2Te3热电材料。

实验结果表明，低温液相烧结法在适当的烧结温度和时间下，可以制备出高性能的p型（Bi,Sb）2Te3热电材料。

四、结论本文采用低温液相烧结法制备了高性能p型（Bi,Sb）2Te3热电材料。

通过优化烧结参数，得到了物相纯度高、热电性能优良的样品。