[发明专利]一种快速制备高性能Mg2Si0.3Sn0.7基热电材料的新方法

权利要求书

1.一种快速制备高性能Mg₂Si_0.3Sn_0.7基热电材料的新方法，其特征在于它包括如下步骤：

1）以Mg粉、Si粉、Sn粉和Sb粉为原料，按Mg₂(Si_0.3Sn_0.7)_1-ySb_y（0≤y≤0.025）热电材料中各原子的化学计量比进行称量，将原料粉体在研钵中混合均匀，将混合均匀的粉末压成块体；

2）将所得块体置于石墨坩埚后，置于熔体旋甩急冷设备中进行熔融旋甩，得到Mg₂(Si_0.3Sn_0.7)_1-ySb_y（0≤y≤0.025）带状产物；

3）将上一步所得的Mg₂(Si_0.3Sn_0.7)_1-ySb_y（0≤y≤0.025）带状产物研磨成粉末，对其进行放电等离子体活化烧结，得到高性能Mg₂(Si_0.3Sn_0.7)_1-ySb_y（0≤y≤0.025）热电材料。

2.根据权利要求1所述的一种快速制备高性能Mg₂Si_0.3Sn_0.7基热电材料的新方法，其特征在于所述的步骤1）中，Mg粉、Si粉、Sn粉和Sb粉的质量纯度均大于等于99.9%。

3.根据权利要求1所述的一种快速制备高性能Mg₂Si_0.3Sn_0.7基热电材料的新方法，其特征在于所述的步骤2）中，熔体旋甩急冷设备腔体内为氩气气氛，相对压力为-0.05MPa，熔体旋甩的工艺参数为：铜辊转速为30m/s，氩气喷射相对压力为0.04MPa，感应电压为150V，熔融甩带时间为1-2min。

4.根据权利要求1所述的一种快速制备高性能Mg₂Si_0.3Sn_0.7基热电材料的新方法，其特征在于：所述的步骤3）中，粉末进行放电等离子体活化烧结的过程为：将粉末装入15mm的石墨模具中压实，然后在真空小于10Pa和烧结压力为33MPa条件下进行烧结，以100℃/min的升温速率升温到650℃，烧结致密化时间7min。

5.如权利要求1所述的制备方法得到了高性能Mg₂Si_0.3Sn_0.7基致密块体热电材料。

6.如权利要求1所述的高性能Mg₂Si_0.3Sn_0.7基致密块体热电材料，其特征在于所得Mg₂Si_0.3Sn_0.7基致密块体热电材料成分分布均匀，热电性能优值ZT在800K达到1.3。