[发明专利]一种铜基硫属化合物热电复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种铜基硫属化合物热电复合材料，其特征在于：该材料的化学通式为Cu_1.8S-CuO，该材料包括主相Cu_1.8S以及第二相CuO，第二相CuO均匀地分布在主相Cu_1.8S中；还包括气孔，气孔亦均匀分布在主相Cu_1.8S中。

2.根据权利要求1所述的一种铜基硫属化合物热电复合材料的制备方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

步骤1，按摩尔比为1.8:1的比例，将Cu单质粉体和S单质粉体倒入至石英管中，并在真空环境下进行固相烧结，得到Cu_1.8S铸锭；

步骤2，将Cu_1.8S铸锭和碱式碳酸铜放入球磨机中，在保护性气氛下进行球磨混合，得到Cu_1.8S-Cu₂(OH)₂CO₃混合粉体，其中碱式碳酸铜与Cu_1.8S的质量比为0.5％～10％；

步骤3，将Cu_1.8S-Cu₂(OH)₂CO₃混合粉体采用放电等离子烧结法进行烧结，获得具有多孔结构的Cu_1.8S-CuO块体热电复合材料，其中烧结温度为300～500℃，烧结时间为5～30min，烧结压力为10～50Mpa。

3.根据权利要求2所述的一种铜基硫属化合物热电复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1固相烧结时，先从室温进行第一次升温至300～500℃后，保温3～8小时；再继续第二次升温至900～1100℃后，保温5～8小时；最后随炉冷却至室温，获得Cu_1.8S铸锭。

4.根据权利要求3所述的一种铜基硫属化合物热电复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中第一次升温的速率控制为45～80℃/h，第二次升温的速率控制为70～100℃/h。

5.根据权利要求3所述的一种铜基硫属化合物热电复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1随炉冷却的速率控制为为45～55℃/h。

6.根据权利要求2所述的一种铜基硫属化合物热电复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，碱式碳酸铜与Cu_1.8S的质量比为1％。

7.根据权利要求2-6任意一项所述的一种铜基硫属化合物热电复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2的保护气氛为质量分数占比5％的H₂和质量分数占比95％的Ar。

8.根据权利要求2-6任意一项所述的一种铜基硫属化合物热电复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2的球磨转速为500～800rpm，球磨时间为10min～1h。

9.根据权利要求2-6任意一项所述的一种铜基硫属化合物热电复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中球磨的球体为直径为6mm或15mm的球体，且球磨时的球体和物料的重量比为20～50:1。

10.根据权利要求2-6任意一项所述的一种铜基硫属化合物热电复合材料的制备方法，其特征在于：所述Cu单质粉体与S单质粉体的纯度大于99.95％，碱式碳酸铜为分析纯级别。