[发明专利]一种非化学计量比碲化铋基热电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种非化学计量比碲化铋基热电材料的制备方法，其特征在于，

该非化学计量比碲化铋基热电材料具有如下式所示的化学组成：

Bi_xSb_2-xTe_3+y

其中，0.3≤x≤0.5，0≤y≤1；

该制备方法包括如下步骤：

(1)根据碲化铋基热电材料的化学组成，称取Bi单质粉末、Sb单质颗粒和Te单质粉末原料，放入球磨罐中并通入保护气体，进行球磨处理，得到粉末；

(2)将步骤(1)所得的粉末放入石墨模具中，在真空中施加压力，进行反复升降温的循环放电等离子体烧结处理，得到非化学计量比碲化铋基热电材料块体；

所述的反复升降温的循环放电等离子体烧结处理过程包括如下步骤：

(a)在5～10min内，将粉末从室温升温至380～420℃；

(b)在1～4min内，从380～420℃升温至450～490℃；

(c)在1～4min内，从450～490℃降温至380～420℃；

(d)重复步骤(2)和步骤(3)1次～5次；

(e)最后随炉冷却至室温，得到非化学计量比碲化铋基热电材料块体。

2.如权利要求1所述的碲化铋基热电材料的制备方法，其特征在于，其中所述的Bi单质粉末、Sb单质颗粒的纯度均大于等于99.99％，Te单质粉末的纯度为99.999％，以质量计。

3.如权利要求1所述的碲化铋基热电材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，所述的保护气体为惰性气体。

4.如权利要求1所述的碲化铋基热电材料的制备方法，其特征在于，所述的保护气体为氩氢混合气体；氩氢混合气体中，氩气的体积分数为94～96％，氢气的体积分数为4～6％。

5.如权利要求1所述的碲化铋基热电材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，球磨条件为：磨球与原料比为(10～20):1，球磨机转速为400～480r/min，球磨时间为3～8h。

6.如权利要求1所述的碲化铋基热电材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述的放电等离子体烧结的真空度为0.1～10Pa，炉腔内上下压头施加的压力为30～60MPa。