[发明专利]液体急冷结合放电等离子烧结制备碲化铋基热电材料的方法

权利要求书

1.一种液体急冷结合放电等离子烧结制备碲化铋基热电材料的方法，其特征在于包括以下各步骤：

(1)根据化学配比，选取(Bi，A)₂(Te，D)₃E_x型合金成分，其中A表示Sb、Sn、Pb和Cd元素中的一种或几种；D表示Se、I、Br、Al和Li元素中的一种或几种；E表示稀土元素、过渡金属元素中的一种或几种元素，x＝0～2；A、D、E代表的元素至少添加一种元素，但A和D不同时添加，(Bi，A)₂(Te，D)₃E_x型合金成分中的包括Bi、Te的总元素数量不少于3种元素；以上述Bi、Te、A所表示的元素、D所表示的元素、E所表示的元素的粉料为原料，并按上述合金成分的化学式组成及化学计量称取相应的所述原料；

(2)将上述原料真空封装到石英管中，置石英管于电炉中，升温至600～1000℃进行保温30Min～10h，冷却后得到块状合金；

(3)将步骤(2)所得到的块状合金装入液体急冷设备的加热器中，加热将其熔化；

(4)在保护性气气氛中，对熔融的合金进行急冷快速凝固处理，得到合金薄带；

(5)将步骤(4)所得到的合金薄带碾磨粉碎成粉末，采用放电等离子体烧结方法，将合金的粉末烧结成致密的块体热电材料。

2.按权利要求1所述的液体急冷结合放电等离子烧结制备碲化铋基热电材料的方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，快速凝固处理采用是单辊法、双辊法中的任何一种方法，冷却速度≥10⁵K/s。

3.按权利要求1或2所述的液体急冷结合放电等离子烧结制备碲化铋基热电材料的方法，其特征在于：在所述步骤(5)中，采用放电等离子快速烧结的过程是，将合金的粉末装入石墨模具中压实，连同模具一起在＜10Pa真空条件下进行烧结，升温速率为80℃/Min，烧结温度300～600℃，压力为30～100MPa，烧结时间为5～30Min，烧结结束后冷却至室温取出即得到热电块体(Bi，A)₂(Te，D)₃E_x材料。