基熱電材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及熱電材料技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種I填充的CoSb3基熱電材料及其制備方法，I的填充率可高達0.8。
【背景技術(shù)】
[0002]提高方鈷礦熱電材料ZT值的方法主要有兩種:1.對Co和Sb進行置換，改善電學性能。2.化合物CoSb3結(jié)構(gòu)中存在晶格孔洞，一些元素可以填入這個晶格孔洞，來降低熱導率。第二種優(yōu)化方法在常壓下能夠填入CoSb3晶格孔洞的元素非常有限，采用高溫高壓的方法，可以把一些在常壓下無法填入的元素成功填入晶格孔洞。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
在上述研究基礎(chǔ)上，本發(fā)明的目的在于提供一種I填充的CoSb3基熱電材料及其制備方法，所述制備方法獲得的熱電材料中I的填充率高，降低熱導率，有效改善熱電材料的熱電性能。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
①將I2片、Co粉末和Sb粉末按照化學計量比(I xCo4Sb12，x=0.3-0.8)進行稱重和混合均勻后，冷壓成型，放入坩禍進行三步高溫高壓燒結(jié)所述三步高溫高壓燒結(jié)包括:第一步高溫高壓燒結(jié)壓力5GPa，溫度1073K，時間0.5h，研磨成粉體后冷壓成型；第二步高溫高壓燒結(jié)壓力5GPa，溫度753K，時間3h，研磨成粉體后，用去離子水清洗3次后，干燥成粉體冷壓成型；第三步高溫高壓燒結(jié)壓力5GPa，溫度573K，時間0.5h，得到需要的權(quán)利要求1中所述熱電材料。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明提供的制備方法提高了熱電材料中I的填充量，最高可達到0.8，這是其它任何一個填充元素無法達到的。所述熱電材料的熱導率低于其他現(xiàn)有填充方鈷礦熱電材料，對提高熱電優(yōu)值、改善熱電性能是非常有利的。
【具體實施方式】
[0006]實施例1
將I2片、Co粉末和Sb粉末按照化學計量比I。.650)431312進行稱重和混合均勻后，冷壓成型，放入坩禍進行三步高溫高壓燒結(jié)；第一步高溫高壓燒結(jié)壓力5GPa，溫度1073K，時間
0.5h，研磨成粉體后冷壓成型；第二步高溫高壓燒結(jié)壓力5GPa，溫度753K，時間3h，研磨成粉體后，用去離子水清洗3次后，干燥成粉體冷壓成型；第三步高溫高壓燒結(jié)壓力5GPa，溫度573K，時間0.5h，得到需要的權(quán)利要求1中所述熱電材料。所述熱電材料Ia65Co4Sb12,當測試溫度在420K時，所述熱電材料的熱導率為0.7W/mK。
[0007]上述實施例，只是本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限制本發(fā)明實施范圍，故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種I填充的CoSb 3基熱電材料，其特征在于:所述熱電材料為I xCo4Sb12，x=0.3?0.8o2.—種權(quán)利要求1中所述熱電材料的制備方法，其特征在于:制備方法為三步高溫高壓燒結(jié)法。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括:①將12片、Co粉末和Sb粉末按照化學計量比(IxCo4Sb12, x=0.3-0.8)進行稱重和混合均勻后，冷壓成型，放入坩禍進行三步高溫高壓燒結(jié)?、谒鋈礁邷馗邏簾Y(jié)包括:第一步高溫高壓燒結(jié)，研磨成粉體后冷壓成型；第二步高溫高壓燒結(jié)，研磨成粉體后，用去離子水清洗3次后，干燥成粉體冷壓成型；第三步高溫高壓燒結(jié)，得到權(quán)利要求1中所述熱電材料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三步高溫高壓燒結(jié)，其特征在于:所述第一步高溫高壓燒結(jié)壓力5GPa，溫度1073K，時間0.5h ;所述第二步高溫高壓燒結(jié)壓力5GPa，溫度753K，時間3h ；所述第三步高溫高壓燒結(jié)壓力5GPa，溫度573K，時間0.5h。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種I填充的CoSb3基熱電材料及其制備方法，所述熱電材料為IxCo4Sb12，x=0.3~0.8；所述制備方法為三步高溫高壓燒結(jié)法，成功合成I填充的CoSb3熱電材料。通過所述制備方法獲得的熱電材料沒有雜相的存在，I的填充量可達到0.8；所述熱電材料的熱導率為0.7W/mK，極低的熱導率對提高ZT值是非常有利的。
【IPC分類】B22F3/16, C22C28/00
【公開號】CN105108151
【申請?zhí)枴緾N201510631368
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】涂艷麗
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月29日