[发明专利]一种纳米复合结构Mg2Si基热电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米复合结构Mg₂Si基热电材料，其特征在于，所述的热电材料的组成为Mg₂Si_1-xSn_x，其中0≤x≤0.6。

2.权利要求1所述的纳米复合结构Mg₂Si基热电材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）采用高频感应悬浮熔炼设备，以Mg块、Si块、Sn块为原料，按照化学式Mg₂Si_1-xSn_x，其中0≤x≤0.6，在Ar气氛中配比称重，将配制好的原料放入紫铜坩埚中进行熔炼，采用经脱氧后的氩气作为熔炼过程的保护气氛，熔炼时间为80~120s，电炉功率控制在14~20kw范围内；

2）采用感应熔炼快淬炉设备，将熔炼好的成分为Mg₂Si_1-xSn_x，其中0≤x≤0.6，的铸锭装入下端开口的石英管内，然后竖直置于快淬设备腔体的感应熔炼线圈中，腔体抽真空，通过快淬设备向腔体充入保护氩气，调节喷注压力大于腔体气压且喷注压力与腔体的压力差为0.05MPa~0.10MPa，使感应熔炼块体达到熔融态将熔体喷到转速为10m/s~40m/s的铜辊上甩出，成带材，收集带材；

3）将成分为Mg₂Si_1-xSn_x，其中0≤x≤0.6，的带材置于氧含量低于0.5ppm的氩气气氛的手套箱中研磨成粉，将研磨的粉装入石墨模具中，将模具置于放电等离子烧结炉腔体中，施加30～2GPa的轴向压力，在总气压低于5Pa的真空条件下烧结，以100～150℃/min的升温速率升温，烧结温度为600~700℃，保温5~15min，随炉冷却至室温，得到存在纳米晶的纳米复合结构的单相Mg₂Si_1-xSn_x，其中0≤x≤0.6，固溶体。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，放电等离子烧结烧结压力为30MPa～200MPa。