[发明专利]一种高优值的高温热电材料Ca(Zn(1-x)/2/Agx-σ)Sb及其制备方法

权利要求书

1.一种高优值的高温热电材料，其特征在于，该高温热电材料具有如下通式：

Ca(Zn_(1-x)/2/Ag_x-σ)Sb，0.2≤x≤0.4，0≤σ≤0.3，且σ＜x。

2.根据权利要求1所述的高优值的高温热电材料，其特征在于，所述的高温热电材料的通式中，x＝0.2，0.02≤σ≤0.08。

3.根据权利要求1所述的高优值的高温热电材料，其特征在于，所述的高温热电材料为如下材料：

Ca(Zn_0.3/Ag_0.33)Sb、Ca(Zn_0.3/Ag_0.27)Sb、Ca(Zn_0.3/Ag_0.21)Sb、Ca(Zn_0.4/Ag_0.2)Sb、Ca(Zn_0.4/Ag_0.18)Sb、Ca(Zn_0.4/Ag_0.16)Sb或Ca(Zn_0.4/Ag_0.14)Sb。

4.根据权利要求1所述的高优值的高温热电材料，其特征在于，所述的高温热电材料，属于六方晶系，P6₃mc空间群，是p-型高温热电材料。

5.权利要求1-4任一项所述的高温热电材料的制备方法，包括步骤如下：

(1)原料采用金属单质：(Ag)银,(Sb)锑,(Ca)钙,(Zn)锌；

按照Ca(Zn_(1-x)/2/Ag_x-σ)Sb，0.2≤x≤0.4，0≤σ≤0.3，且σ＜x，的化学计量比配料；将配好的原料放入铌(Nb)管中，并将铌管在手套箱中通过高温氢弧焊封口；

(2)将封好的铌管置于惰性气氛保护下的微感应炉内,通过调节感应电流控制铌管的感应加热温度,于1100℃烧结5-10min；

(3)将铌管中的烧结产物进行研磨，重新封装入铌管；重复步骤(2)，得到纯相多晶料；

(4)将得到的纯相多晶料充分研磨，装入石墨磨具中，在800℃～900℃、40MPa下放电等离子烧结(SPS烧结)5～10min，得致密度大于95％的多晶块体。

6.权利要求1-4任一项所述的高温热电材料的制备方法，包括步骤如下：

(i)原料采用金属单质：(Ag)银,(Sb)锑,(Ca)钙,(Zn)锌；

按照Ca(Zn_(1-x)/2/Ag_x-σ)Sb，0.2≤x≤0.4，0≤σ≤0.3，且σ＜x，的化学计量比配料；再加入金属助溶剂充分混合,Ca：金属助溶剂＝1：10-20摩尔比；

(ii)将步骤(i)得到的混合料置入氧化铝柑祸,再将氧化铝柑祸封入石英管,将石英管放入箱式炉中,按200℃/h升温至900-1000℃，并在900-1000℃保温24h-48h，然后按照5℃/h降温至500-600℃，然后采用离心法甩去助溶剂，得到多晶料；

(iii)将多晶料充分研磨，装入石墨磨具中，在800℃～900℃、40MPa下放电等离子烧结(SPS烧结)5～10min，得致密度大于95％的多晶块体。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(i)所述的助熔剂为金属铅(Pb)。