[发明专利]一种高性能PbTe基N型热电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能PbTe基N型热电材料，其特征在于，其化学式为Cu_xPbTe_0.75Se_0.25，其中，0＜x≤0.75％。

2.根据权利要求1所述的一种高性能PbTe基N型热电材料，其特征在于，x＝0.4％～0.5％。

3.根据权利要求2所述的一种高性能PbTe基N型热电材料，其特征在于，x＝0.45％。

4.如权利要求1-3任一所述的一种高性能PbTe基N型热电材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)真空封装：按照Cu_xPbTe_0.75Se_0.25(0＜x≤0.75％)的化学计量比，分别称取单质元素Pb、Te、Se、Cu为原料，并按照熔点从大到小的顺序将各单质元素依次放入石英管中，抽真空封装；

(2)熔融淬火：再将装有单质原料的石英管加热，进行熔融反应，淬火，得到第一铸锭；

(3)退火淬火：将装有第一铸锭的石英管再次升温，高温退火，淬火，得到第二铸锭；

(4)真空热压烧结：将第二铸锭研磨成粉末，置于石墨模具中，真空热压烧结，降温后得到块体材料，即为目的产物。

5.根据权利要求4所述的一种高性能PbTe基N型热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，熔融反应的工艺条件为：以80-120℃/h的速率将从室温升温至1000-1100℃，并保温2～6小时，使原料在熔融状态下充分反应。

6.根据权利要求5所述的一种高性能PbTe基N型热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，熔融反应的工艺条件为：以100℃/h的速率从室温升温至1050℃，保温4小时。

7.根据权利要求4所述的一种高性能PbTe基N型热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，高温退火的工艺条件为：以90-150℃/h的速率，从室温升温至600～800℃，保温2～4天，进行退火热处理。

8.根据权利要求7所述的一种高性能PbTe基N型热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，以100℃/h的速率从室温升温至700℃，并保温3天，进行退火。

9.根据权利要求4所述的一种高性能PbTe基N型热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，真空热压烧结的工艺条件为：利用感应加热，以100～300℃/min的速率升温至500～750℃，调节压力为50～90MPa，并恒温恒压处理40分钟，进行真空热压烧结，随后以20～30℃/min的速率缓慢冷却降至室温。

10.根据权利要求9所述的一种高性能PbTe基N型热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，真空热压烧结过程中，烧结的温度为577℃，烧结所用压力为65MPa。