[发明专利]一种碲铋基靶材的制备方法

说明书

本发明揭示了一种碲铋基靶材的制备方法，包括以下步骤：取P型Te₃Bi_xSb_2‑x+ywt.%Te的晶棒，将其表面的氧化层打磨干净，并用无水乙醇清洗干净，最后吹干；称取一定质量吹干后的晶棒，经破碎机破碎后置于熔炼坩埚内；坩埚抽真空至（3.5±1）×10^‑2Pa后，充入保护气体洗炉,再次抽真空后，回充新的保护气体，送电加热至温度为650～750℃进行第一时间的熔炼，调节加热功率使温度上升为750～800℃进行第二时间的精炼，得到碲铋基熔体；将碲铋基熔体进行浇铸得到碲铋基靶坯；将碲铋基靶坯进行机加工后，得到碲铋基靶材。本发明提出一种碲铋基靶材的制备方法，制备得到的碲铋基靶材纯度高，相对密度大于95%，使用该靶材制备的薄膜热电材料能进行弯曲，性能优异，能满足各种应用需求。

技术领域

本发明涉及制备高性能靶材技术领域，尤其涉及一种碲铋基靶材的制备方法。

背景技术

热电材料是一种利用载流子运动能将热能和电能相互转换的功能材料。热电材料的应用不需要使用传动部件，工作时无噪音、无排弃物，和太阳能、风能、水能等二次能源的应用一样，对环境没有污染，并且这种材料性能可靠，使用寿命长，是一种具有广泛应用前景的环保材料。碲化铋基热电材料仍然是室温热电性能最好的材料，已经实现商业化，一般通过配料、熔炼合成、定向区域熔炼、切片、表面处理、切粒、装模、焊接等工序，制成最终产品：半导体致冷器。

至于碲化铋基靶材的生产，目前国内外开展这方面研究的成果暂时没有相关报道，所以，开展碲化铋基靶材制备工艺研究十分有必要，针对现有技术的不足之处，本发明提出一种碲铋基靶材的制备方法。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，而提供一种碲铋基靶材的制备方法。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明提供了一种碲铋基靶材的制备方法，包括以下步骤：

打磨清洗：取P型Te₃Bi_xSb_2-x+ywt.%Te的晶棒，将其表面的氧化层打磨干净，并用无水乙醇清洗干净，最后吹干；

称量配料：称取一定质量吹干后的晶棒，经破碎机破碎后置于熔炼坩埚内；

真空熔炼：将坩埚抽真空至（3.5±1）×10^-2Pa后，充入保护气体洗炉，再次抽真空后，回充新的保护气体，送电加热至坩埚内温度为650～750℃进行第一时间的熔炼，调节加热功率使温度上升为750～800℃进行第二时间的精炼，得到碲铋基熔体；

浇铸成型：将所述碲铋基熔体进行浇铸得到碲铋基靶坯；

加工成型：将所述碲铋基靶坯进行机加工后，得到碲铋基靶材。

作为本发明的进一步改进，所述x的数值介于0.2～0.6之间，y的数值介于2～4之间。

作为本发明的进一步改进，所述第一时间介于8～12min之间，第二时间介于3～5min之间。

作为本发明的进一步改进，所述浇铸的过程中，开启振动装置施加振动。

作为本发明的进一步改进，所述施加振动的过程中，使碲铋基熔体沿上下和左右方向进行振动，振动频率为30～50Hz。

作为本发明的进一步改进，所述浇铸的过程中，浇铸的时间为20～30S。

作为本发明的进一步改进，所述浇铸的过程中，浇铸流速控制为200～300g/s。

作为本发明的进一步改进，所述回充新的保护气体后使熔炼坩埚内的充气压力为0.06～0.12 MPa。

作为本发明的进一步改进，所述保护气体包括氩气和氮气中的至少一种。