[发明专利]一种硼、铝双掺的硅锗基热电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硼、铝双掺的硅锗基热电材料，其特征在于，其通式为Si₈₀Ge₂₀B_0.1～1Al_2～5。

2.根据权利要求1所述的硼、铝双掺的硅锗基热电材料，其特征在于，所述的硼、铝双掺的硅锗基热电材料的密度为2.1～3.1g/cm³。

3.权利要求1所述的硼、铝双掺的硅锗基热电材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在惰性气氛保护下，将原材料加入混合容器中，所述的原材料包括硅粉、锗粉、硼粉和铝粉，使原材料混合均匀，得到混合均匀的前驱粉体；

(2)将上述(1)中的前驱粉体装入可上下施加压力的模具中进行预压实；

(3)将装有前驱粉体的模具转移到反应容器中，进行反应，冷却后，得到硼、铝双掺的硅锗基热电材料。

4.根据权利要求3所述的硼、铝双掺的硅锗基热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的原材料包括硅粉、锗粉、硼粉和铝粉，硅粉、锗粉、硼粉和铝粉的摩尔比为80:20:(0.1～1):(2～5)。

5.根据权利要求3所述的硼、铝双掺的硅锗基热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)将原材料加入混合容器中，所述的原材料包括硅粉、锗粉、硼粉和铝粉，使原材料混合均匀，得到混合均匀的前驱粉体的具体步骤为：将原材料加入混合容器中，所述的原材料包括硅粉、锗粉、硼粉和铝粉，再向混合容器中加入研磨介质进行球磨，使原材料混合均匀，得到混合均匀的前驱粉体。

6.根据权利要求5所述的硼、铝双掺的硅锗基热电材料的制备方法，其特征在于，所述的研磨介质为规则或不规则形状的钢球或锆球，研磨介质与原材料的质量比为5:1～100:1。

7.根据权利要求5所述的硼、铝双掺的硅锗基热电材料的制备方法，其特征在于，所述的球磨时间为10～20小时，转速为450～650转/分。

8.根据权利要求3所述的硼、铝双掺的硅锗基热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)预压实的预压力为1～5MPa。

9.根据权利要求3所述的硼、铝双掺的硅锗基热电材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)将装有前驱粉体的模具转移到反应容器中，进行反应的具体步骤为：将装有前驱粉体的模具转移到反应容器中，对模具上下两端各施加10～100MPa压力，压实前驱粉体，抽真空至5～20Pa，随后全程以20～100℃/分钟的升温速度，升温至950℃～1200℃，保温1～30分钟。