[发明专利]一种多孔结构p型锌锑基热电材料及其制备方法无效
| 申请号： | 201010143568.0 | 申请日： | 2010-04-06 |
| 公开（公告）号： | CN101857929A | 公开（公告）日： | 2010-10-13 |
| 发明（设计）人： | 赵文俞;梁烛;黄元辉;张清杰 | 申请（专利权）人： | 武汉理工大学 |
| 主分类号： | C22C12/00 | 分类号： | C22C12/00;C22C18/00;C22C1/08 |
| 代理公司： | 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 | 代理人： | 王守仁 |
| 地址： | 430070 湖*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 多孔 结构 型锌锑基 热电 材料 及其 制备 方法 | ||
1.一种多孔结构p型锌锑基热电材料，其特征在于该材料的化学组成为R(Zn2-xTx)2(Sb2-yMy)2，其中：R为Yb、Eu或Ca；T为In、Mn或Cd，x为T掺杂的化学计量比，范围为0≤x≤2；M为Si、Ge或As，y为M掺杂的化学计量比，范围为0≤x≤2。
2.一种多孔结构p型锌锑基热电材料的制备方法，其特征在于该方法采用真空或惰性气体保护下的母合金高温熔融、熔体急冷和放电等离子体烧结淬火母合金的制备工艺，来制备权利要求1所述多孔结构p型锌锑基热电材料，该方法步骤包括：
(1)母合金原料准备：
采用金属Yb、Eu、Ca中的一种或多种作为R(Zn2-xTx)2(Sb2-yMy)2化合物中R位置的原料，
采用金属Zn、In、Mn、Cd中的一种或多种作为R(Zn2-xTx)2(Sb2-yMy)2化合物中(Zn2-xTx)位置的原料，
采用金属Sb、Si、Ge、As中的一种或多种作为R(Zn2-xTx)2(Sb2-yMy)2化合物中(Sb2-yMx)位置的原料；
(2)母合金配料：
按化学计量比为R(Zn2-xTx)2(Sb2-yMy)2的数量关系计算各原料的用量，准确称量各种原料，并置入不与原料和产物反应的耐热容器中，然后在真空或惰性气体保护下密封反应容器；
(3)多孔结构p型锌锑基热电材料制备：
将反应容器置于程序控温熔炼炉中，以1～10℃/分的升温速率升至750～1000℃，保温2～20小时，得到R(Zn2-xTx)2(Sb2-yMy)2母合金熔体并淬火；将R(Zn2-xTx)2(Sb2-yMy)2母合金的淬火铸体研磨成淬火粉体，尔后该淬火粉体在放电等离子体烧结条件下结晶成Zintl相化合物R(Zn2-xTx)2(Sb2-yMy)2，同时原位形成具有多孔结构的p型锌锑基热电材料；
经过上述步骤，得到所述的多孔结构p型锌锑基热电材料。
3.按权利要求2所述的制备方法，其特征在于母合金熔体在水或油中淬火，得到R(Zn2-xTx)2(Sb2-yMy)2母合金的淬火铸体。
4.按权利要求3所述的制备方法，其特征在于淬火铸体经研磨、过400目筛，得到R(Zn2-xTx)2(Sb2-yMy)2母合金的淬火粉体；然后该淬火粉体在放电等离子体烧结条件下结晶，并原位形成多孔结构p型锌锑基块体热电材料。
5.按权利要求4所述的制备方法，其特征在于放电等离子体烧结的工艺条件为：烧结温度600～800℃，烧结压力20～60MPa，升温速率50～200℃/min，保温时间5～40min。
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