[发明专利]一种铜掺杂碲化铋复合电热材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种铜掺杂碲化铋复合电热材料的制备方法，该制备方法可以调节材料中Cu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，该方法制备方法简单、快速、原料利用率高，具有良好的产业化前景。

主权项

一种铜掺杂碲化铋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‑ySbyCuxTe3‑x，1≤x≤2，1≤y≤1.5采用电化学法将Cu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Cu插层碲化铋基热电材料粉体；采用电化学法将Cu从所述Cu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Cu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Cu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在惰性气体保护下球磨后得纳米碲化铋基复合热电材料粉末；所述球磨的转速为400‑600rpm，时间为3‑4h；（3）利用放电等离子烧结系统在真空或惰性气体保护下对所得碲化铋基复合热电材料粉末进行放电等离子烧结，得到所述铜掺杂碲化铋复合电热材料；所述放电等离子烧结的条件为：升温速率为100‑150℃/min，烧结温度为900‑1050℃，烧结压力为60‑85MPa，保温时间为15‑20min。