[发明专利]与热电材料匹配的电极及其连接方法

说明书

本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种与热电材料匹配的电极及其连接方法。该与热电材料匹配的电极为银镍合金，且所述热电材料为FeNb_0.88Hf_0.12Sb基热电材料。该银镍合金与FeNb_0.88Hf_0.12Sb基热电材料连接后，连接界面在时效后生成的金属化合物保持稳定，没有进一步扩散影响热电材料的性能，相比现有常见的Cu电极材料，本发明的银镍合金在高温时效后不会降低热电材料的性能，而且银镍合金的导电性更好，从而使外加电阻更小，器件的效率更高，因此，银镍合金非常适合作为FeNb_0.88Hf_0.12Sb基热电材料的电极。

技术领域

本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种与热电材料匹配的电极及其连接方法。

背景技术

热电技术借助塞贝克效应实现热能与电能的直接转化。与其他能源转换技术不同，热电技术的整个转换过程都是在固态下进行的，具有体积小、无污染、无传动部件、无噪音以及可靠性高等优。鉴于上述优点，热电技术具有很大的应用前景，不仅可以用于回收各类低品位的余热、废热，还可以用作军事设备、航空航天器等的电力供给。

自20世纪50年代以来，已经对各种材料进行了研究，其中包括传统的热电材料：Bi₂Te₃、PbTe和Si_1-xGe_x，它们分别在室温、中温和高温下都有良好的性能。FeNb_0.88Hf_0.12Sb化合物是适用于中高温领域的一类热电材料，合金的塞贝克系数和功率因子都比较大，在325℃功率因子能够达到6200μW·m^-1·K^-1；而且它的熔点高，高温稳定性也很好，这为扩大热电材料的使用温域提供了有利条件，因此具有很大的开发空间，FeNb_0.88Hf_0.12Sb热电材料在中高温热电发电领域具有巨大的应用前景。但是，目前其元器件技术还很不完善，其中电极材料的选择是首先必须面对的难题。对于低温热电材料大多采用Cu作为电极材料，但对于中高温热电材料，由于使用温度的提高，在高温时效过程中Cu与热电材料在连接界面反应严重，严重影响了热电材料的性能，增大了接触电阻，所以对中高温热电器件电极材料的选用及接合工艺都有着更高的要求。

热电材料的电极材料要求具有以下特性：(1)在使用温度范围内与热电材料基体无严重的相互扩散或化学反应，从而保证热电材料在服役的过程中能保持自身的热电转化效率；由于高温时热电材料存在一定的电导，与热电材料无电化学反应可保证热电材料自身性能不受影响以及热电材料与电极界面之间的稳定性；(2)具有高的电导率和热导率，以最大程度将温差传递给热电材料；(3)热膨胀系数要与热电材料相匹配，以防止热应力导致微裂纹从而产生较大的接触电阻降低器件功率；(4)另外，在使用温度范围内还要有一定的抗氧化性。

现有的电极材料难以与FeNb_0.88Hf_0.12Sb热电材料匹配，因此现有技术有待改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种与热电材料匹配的电极及其连接方法，旨在解决现有电极材料难以与FeNb_0.88Hf_0.12Sb基热电材料匹配的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种与热电材料匹配的电极，所述电极为银镍合金，且所述热电材料为FeNb_0.88Hf_0.12Sb基热电材料。