[发明专利]硫银锗矿型热电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硫银锗矿型热电材料，其特征在于：其化学式为Ag_9-xCu_yGaSe₆，并具有如下元素摩尔比例的化学计量比关系特征中的任意一种：

1)当y＝0时，0≤x≤0.1；

2)当y≠0时，0＜x＝y≤0.9。

2.根据权利要求1所述硫银锗矿型热电材料，其特征在于：其化学式为Ag_9-xCu_yGaSe₆，并具有如下元素摩尔比例的化学计量比关系特征的任意一种：

1)当y＝0时，0≤x≤0.1；

2)当y≠0时，0＜x＝y≤0.9。

3.根据权利要求1或2所述硫银锗矿型热电材料，其特征在于：

其总热导率为0.25～0.55W*m^-1k^-1；

或者，其塞贝克系数为-80～-165uV/k；

或者，在823K时，所述硫银锗矿型热电材料的ZT值为0.85～1.5。

4.根据权利要求3所述硫银锗矿型热电材料，其特征在于：其塞贝克系数为150～165uV/k。

5.根据权利要求3所述硫银锗矿型热电材料，其特征在于：在823K时，所述硫银锗矿型热电材料的ZT值为1.3～1.5。

6.一种权利要求1所述硫银锗矿型热电材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.按待制备的目标硫银锗矿型热电材料各元素的化学计量比，分别称重纯度不低于99.99％的元素单质作为原料，将各原料混合，并封装于真空石英玻璃管中，备用；

b.将在所述步骤a中的装入原料的真空物料石英管置于马弗炉中，在高温1000～1100℃对混合原料进行加热，并在混合原料熔融液态状态下进行保温24～48h，然后在600～700℃下进行退火热处理24～48h，待炉冷降温至室温后，得到铸锭；

c.将在所述步骤b中制备的铸锭破碎，并研磨成细粉，然后放置于真空高温高压石墨磨具中，进行热压制成块状材料；

d.将在所述步骤c中制备的块体材料封装于另外的真空石英玻璃管中，并在500～600℃下进行退火热处理4～24h，然后关闭马弗炉电源，进行炉冷降至室温，得到所需硫银锗矿型热电材料。

7.根据权利要求6所述硫银锗矿型热电材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中将各原料混合并封装于真空石英玻璃管中时，或者在所述步骤d中块体材料封装于另外的真空石英玻璃管中时，封装工艺采用氢氧高温小气量火焰枪，只对真空石英玻璃管的封装处加热密封，降低对真空石英玻璃管内的样品加热影响，减少封装过程中Se粉挥发损失。

8.根据权利要求6或7所述硫银锗矿型热电材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，控制所述升温至高温1000～1100℃的升温速率为1～5℃/min。

9.根据权利要求6或7所述硫银锗矿型热电材料的制备方法，其特征在于：

在所述步骤c中，在进行热压制成块状材料时，采用热压工艺为真空度不高于5Pa，热压压力为40～60Mpa，热压温度为450～600℃，恒温保温保压时间为5～20min；

或者，在所述步骤d中，控制所述升温至退火温度500～600℃的升温速率不大于5℃/min。

10.根据权利要求6或7所述硫银锗矿型热电材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，热压制成块状材料的密度不低于硫银锗矿型热电晶体材料理论密度的98％。