[发明专利]一种碲化铋基复合电热材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种碲化铋基复合电热材料的制备方法，该制备方法可以调节材料中Al的含量，可实现在制备纳米粉体的制备及与微米粉体的复合合二为一，最终使得材料的热电性能得到大幅度的提高，该方法直接利用SPS烧结进行原位反应，制备的材料致密度高、成分均匀、性能优异。

主权项

一种碲化铋基复合电热材料的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）制备碲化铋基复合热电材料粉体提供微米尺度的碲化铋基热电材料粉体，所述碲化铋基热电材料粉体的组成式为：Bi2‑ySbyAlxTe3‑x，1≤x≤2，1≤y≤1.5采用电化学法将Al插入所述碲化铋基热电材料粉体的C轴层间，控制所述电化学法中的电流大小及反应时间，得到所需插层量的Al插层碲化铋基热电材料粉体；采用电化学法将Al从所述Al插层碲化铋基热电材料粉体的C轴层间全部或部分脱出，在此过程中由于Al的插入脱出使得原碲化铋基合金热电材料部分粉碎并纳米化，形成纳米/微米复合尺度碲化铋基热电材料粉体；通过控制充放电条件控制锂插层量与脱层量的差值，从而控制残留的Al含量；将所述纳米/微米复合尺度碲化铋基热电材料粉体在非极性溶剂中反复洗涤，并在非氧化气氛下烘干，得到碲化铋基复合热电材料粉体；（2）将碲化铋基复合热电材料粉体装入石墨磨具中压实，连同磨具一起在<10Pa的真空条件下进行烧结，升温速度为25℃/min‑50℃/min，烧结温度为600‑900℃，压强为75‑95MPa，烧结时间为10‑20h分钟，原料在烧结的过程中进行原位反应生成目标物质，同时加压又可使其致密化，最终得到致密的块体碲化铋基复合热电材料。