[发明专利]一种I填充的CoSb3基热电材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热电材料技术领域，提供了一种I填充的CoSb₃基热电材料及其制备方法，I的填充率可高达0.8。

背景技术

提高方钴矿热电材料ZT值的方法主要有两种：1.对Co和Sb进行置换，改善电学性能。2.化合物CoSb₃结构中存在晶格孔洞，一些元素可以填入这个晶格孔洞，来降低热导率。第二种优化方法在常压下能够填入CoSb3晶格孔洞的元素非常有限，采用高温高压的方法，可以把一些在常压下无法填入的元素成功填入晶格孔洞。

发明内容：

在上述研究基础上，本发明的目的在于提供一种I填充的CoSb₃基热电材料及其制备方法，所述制备方法获得的热电材料中I的填充率高，降低热导率，有效改善热电材料的热电性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

①将I₂片、Co粉末和Sb粉末按照化学计量比（I_xCo₄Sb₁₂，x=0.3~0.8）进行称重和混合均匀后，冷压成型，放入坩埚进行三步高温高压烧结；②所述三步高温高压烧结包括：第一步高温高压烧结压力5GPa，温度1073K，时间0.5h，研磨成粉体后冷压成型；第二步高温高压烧结压力5GPa，温度753K，时间3h，研磨成粉体后，用去离子水清洗3次后，干燥成粉体冷压成型；第三步高温高压烧结压力5GPa，温度573K，时间0.5h，得到需要的权利要求1中所述热电材料。

本发明的有益效果是：

本发明提供的制备方法提高了热电材料中I的填充量，最高可达到0.8，这是其它任何一个填充元素无法达到的。所述热电材料的热导率低于其他现有填充方钴矿热电材料，对提高热电优值、改善热电性能是非常有利的。

具体实施方式

实施例1

将I₂片、Co粉末和Sb粉末按照化学计量比I_0.65Co₄Sb₁₂进行称重和混合均匀后，冷压成型，放入坩埚进行三步高温高压烧结；第一步高温高压烧结压力5GPa，温度1073K，时间0.5h，研磨成粉体后冷压成型；第二步高温高压烧结压力5GPa，温度753K，时间3h，研磨成粉体后，用去离子水清洗3次后，干燥成粉体冷压成型；第三步高温高压烧结压力5GPa，温度573K，时间0.5h，得到需要的权利要求1中所述热电材料。所述热电材料I_0.65Co₄Sb₁₂，当测试温度在420K时，所述热电材料的热导率为0.7W/mK。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。