[发明专利]Al掺杂Cu缺位BiCuSeO基热电材料及制备方法

权利要求书

1.一种Al掺杂Cu缺位BiCuSeO基热电材料，其特征在于：所述热电材料的化学式为Bi_1-xAl_xCu_1-xSeO；其中原料Bi:Cu:Bi₂O₃:Se:Al:Al₂O₃物质的量之比=(1-x)/3:1-x:(1-x)/3:1:x/3:x/3，0.025≤x≤0.125。

2.如权利要求1所述一种Al掺杂Cu缺位BiCuSeO基热电材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）采用Bi、Cu、Bi₂O₃、Se、Al、Al₂O₃粉末作为原料，按照Bi: Cu: Bi₂O₃: Se: Al: Al₂O₃ =(1-x)/3:1-x:(1-x)/3:1:x/3:x/3的物质的量之比配料， 0.025≤x≤0.125；将各组分混合均匀，得混合粉末；

（2）将混合粉末倒入球磨机，在氩气保护下球磨4~6h，球磨得到的粉末再用玛瑙研钵研磨30~60min，再置于干燥箱内干燥，得干燥粉末；

（3）将干燥粉末封入真空石英管，再置于马弗炉内进行高温固相反应，马弗炉由室温升至300℃~350℃，保温8~10h，再将马弗炉温度升至700~750℃，升温，保温时间为12~15h；

（4）样品随炉冷却后，打破真空石英管取出样品粉末，用玛瑙研钵研磨30~60min，再将研磨完成的粉末装入石墨模具，放入热压烧结炉内烧结；

（5）烧结完成冷却后脱模，既得Al掺杂Cu缺位BiCuSeO基热电材料。

3.根据权利要求2所述Al掺杂Cu缺位BiCuSeO基热电材料的制备方法，其特征在于：所述热压烧结炉为真空热压炉，烧结环境为1~2×10^-2pa，烧结压强为30~50Mpa，烧结温度为700~750℃，保温时间为2~3h，之后随炉冷却，保压至80~100℃。

4.根据权利要求2所述Al掺杂Cu缺位BiCuSeO基热电材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）的升温速率为5~10℃/min。

5.根据权利要求2所述Al掺杂Cu缺位BiCuSeO基热电材料的制备方法，其特征在于：所述球磨机为变频行星式球磨机，球料质量比为8~20:1，所述变频行星式球磨机的转速为300~500r/min。

6.根据权利要求2所述Al掺杂Cu缺位BiCuSeO基热电材料的制备方法，其特征在于：所述干燥箱为电热恒温鼓风干燥箱，干燥温度设定为50~70℃，干燥时间设定为8~12h。

7.根据权利要求2所述Al掺杂Cu缺位BiCuSeO基热电材料的制备方法，其特征在于：所述Bi粉、Cu粉、Se粉、Al粉的纯度为≥99.9wt%，粒径≤75μm。

8.根据权利要求2所述Al掺杂Cu缺位BiCuSeO基热电材料的制备方法，其特征在于：所述Bi₂O₃粉、Al₂O₃粉的纯度为≥99.9wt%，粒径≤150μm。