專利名稱：一種溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于溫差電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，溫差發(fā)電器用的導(dǎo)流電極一般為單一的Fe、Cu、Ni等金屬材料，裁制成片狀。其不足之處在于焊接電阻大，焊接強度不高，在溫差發(fā)電器振動沖擊過程中容易出現(xiàn)溫差電材料和電極脫落的情況，并且在大的溫度梯度下長時間工作溫差發(fā)電器衰減快，壽命短，這也是溫差發(fā)電器的轉(zhuǎn)換效率低的原因之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極及其制備方法。
本發(fā)明的目的是提供一種焊接電阻小，焊接強度高，焊接浸潤性好，壽命長，成本低，電池放電電流密度大的一種溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極及其制備方法。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極，其特點是將基體粉末材料和過渡活性材料分層壓制在一起，構(gòu)成溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極；所述基體粉末材料為單一的金屬粉末，所述過渡活性材料為一種或兩種及以上的金屬粉末混合物。
一種溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極的制備方法，它包括以下工藝過程(1)將所述比例的基體粉末材料和過渡活性材料分別進行研磨、過篩；(2)將研磨、過篩后的所述過渡活性材料放入模具中進行壓制，然后放入基體粉末材料再進行壓制，依此順序壓制成所述的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極；(3)取出壓制后的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極，進行燒結(jié)、保溫、退火、冷卻，取出后成為最終的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極。
本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施來實現(xiàn)
溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極，其特點是所述基體粉末材料為Fe粉、Cu粉、Ni粉；所述過渡活性材料為SnTe粉、Cu粉、Zn粉以及Ag粉中一種或所述基體粉末材料與SnTe粉、Cu粉、Zn粉以及Ag粉中一種或一種以上的混合物，所述導(dǎo)流電極中基體粉末材料含量為50～90％，所述導(dǎo)流電極中過渡活性材料含量為10～50％。
溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極，其特點是所述過渡活性材料SnTe∶Cu∶Zn∶Ag重量百分比為10～50％∶20～30％∶10～15％∶10～50％。
溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極，其特點是所述溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極為兩層以上的帽沿結(jié)構(gòu)。
溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極的制造方法，其特點是所述燒結(jié)過程在保護氣體中進行。
溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極的制造方法，其特點是所述保護氣體為石英管抽真空，再沖入Ar∶H2為1∶1的混合氣體。
溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極的制造方法，其特點是所述燒結(jié)、保溫、退火、冷卻的次數(shù)至少兩次。
溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極的制造方法，其特點是所述至少兩次燒結(jié)、保溫、退火、冷卻后，再升溫至所需的燒結(jié)溫度，保溫后，隨爐冷卻，然后再進行一次中溫?zé)Y(jié)，中溫?zé)Y(jié)后，再將導(dǎo)流電極放入石墨盒中沖入保護氣體，升溫至所需的退火溫度，保溫后隨爐冷卻。
溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極的制造方法，其特點是所述退火溫度為800～1100℃，退火時間為半小時。
本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是由于電極采用了經(jīng)研磨、過篩的基體粉末材料，提高了電極的致密性，增大了焊料在材料和導(dǎo)流電極之間的潤濕性，減小了焊接電阻，使電池放電電流密度得到提高；由于電極采用了帽沿結(jié)構(gòu)，增加了溫差電材料和導(dǎo)流電極之間面積，提高了焊接強度；由于采用了基體粉末和過渡活性材料分層壓制的方法，不僅增大了導(dǎo)流電極和溫差電材料的接觸面積，同時起到充當(dāng)過渡層和阻擋層的作用，緩解了熱沖擊對溫差發(fā)電器的影響，阻擋了電極中的有害元素向溫差電材料中擴散。


圖1是制備本發(fā)明溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極的模具半剖面示意圖。
圖2是圖1導(dǎo)流電極的模具中內(nèi)芯的剖面圖。
圖3是本發(fā)明溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極的示意圖。
圖中的標號分別為1.壓頭，2.陰模，3.導(dǎo)流電極材料，4.內(nèi)芯，5.模框，6.墊板，7落料框。
具體實施例方式
為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲列舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下實施例1參照附圖1-3，在壓制過程中，首先將壓頭1、陰模2、內(nèi)芯4及?？?清洗干凈。其中內(nèi)芯4的直徑與所使用的溫差電材料的直徑一致，其形狀為圓柱體，并且一端面有幾條特意加工出來的圓槽，在圓槽的底部成90度角，它與?？?緊密配合。內(nèi)芯4放入?？?中后，其上部要比?？?高，它視導(dǎo)流電極所需的帽沿的高度而定，一般帽沿的高度為1mm。再一并放入到陰模2中。將陰模2放入水平位置后，先將按SnTe∶Cu∶Zn∶Ag重量百分比為10～50％∶20～30％∶10～15％∶10～50％稱量好的混合均勻的過渡性材料及活性物質(zhì)放入陰模2中，輕敲陰模2，使得過渡性材料及活性物質(zhì)能均勻的平鋪在陰模2中，將壓頭1放入陰模2中，然后再將陰模2放在墊板6上，給壓頭1稍小一點的壓力，保壓5秒，然后將壓頭1取出，再將稱量好的基體材料放入陰模2中，輕敲陰模2，使得基體材料均勻的平鋪在過渡性材料及活性物質(zhì)上，再將陰模2放在墊板6上，給壓頭1一定的壓力，保壓30秒，再將陰模2從墊板6上取下，放在落料框7上，再給一定的壓力進行脫模，這樣整個壓制過程結(jié)束。壓制結(jié)束后，要將所壓制的導(dǎo)流電極進行多次高溫?zé)Y(jié)，為保證燒結(jié)過程中導(dǎo)流電極不被氧化，整個燒結(jié)過程要在保護氣體中進行。先將導(dǎo)流電極放入石英管中，抽真空，再沖入Ar∶H2＝1∶1的混合氣體，這樣來回三次后，升溫至800～1100℃進行燒結(jié)，然后保溫并隨爐冷卻。然后再進行一次中溫?zé)Y(jié)，以減小高溫?zé)Y(jié)過程中的內(nèi)應(yīng)力，將燒結(jié)后的導(dǎo)流電極放入石墨盒中沖入保護氣體，升溫至500～800℃進行退火，保溫半小時后隨爐冷。這樣就制得了我們所需的導(dǎo)流電極。
權(quán)利要求
1.一種溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極，其特征在于將基體粉末材料和過渡活性材料分層壓制在一起，構(gòu)成溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極；所述基體粉末材料為單一的金屬粉末，所述過渡活性材料為一種或兩種及以上的金屬粉末混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極，其特征在于所述基體粉末材料為Fe粉、Cu粉、Ni粉；所述過渡活性材料為SnTe粉、Cu粉、Zn粉以及Ag粉中一種或所述基體粉末材料與SnTe粉、Cu粉、Zn粉以及Ag粉中一種或一種以上的混合物，所述導(dǎo)流電極中基體粉末材料含量為50～90％，所述導(dǎo)流電極中過渡活性材料含量為10～50％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極，其特征在于所述過渡活性材料SnTe∶Cu∶Zn∶Ag重量百分比為10～50％∶20～30％∶10～15％∶10～50％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極，其特征在于所述溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極為兩層以上的帽沿結(jié)構(gòu)。
5.一種制造權(quán)利要求1所述的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極的方法，其特征在于它包括以下工藝過程(1)將所述比例的基體粉末材料和過渡活性材料分別進行研磨、過篩；(2)將研磨、過篩后的所述過渡活性材料放入模具中進行壓制，然后放入基體粉末材料再進行壓制，依此順序壓制成所述的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極；(3)取出壓制后的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極，進行燒結(jié)、保溫、退火、冷卻，取出后成為最終的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極的制造方法，其特征在于所述燒結(jié)過程在保護氣體中進行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極的制造方法，其特征在于所述保護氣體為石英管抽真空，再沖入Ar∶H2為1∶1的混合氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極的制造方法，其特征在于所述燒結(jié)、保溫、退火、冷卻的次數(shù)至少兩次。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極的制造方法，其特征在于所述至少兩次燒結(jié)、保溫、退火、冷卻后，再升溫至所需的燒結(jié)溫度，保溫后，隨爐冷卻，然后再進行一次中溫?zé)Y(jié)，中溫?zé)Y(jié)后，再將導(dǎo)流電極放入石墨盒中沖入保護氣體，升溫至所需的退火溫度，保溫后隨爐冷卻。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極的制造方法，其特征在于所述退火溫度為800～1100℃，退火時間為半小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極及其制備方法，導(dǎo)流電極特點是將基體粉末材料和過渡活性材料分層壓制在一起，構(gòu)成溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極；其制備方法為①將基體粉末材料和過渡活性材料分別進行研磨、過篩；②將研磨、過篩后的所述過渡活性材料放入模具中進行壓制，然后放入基體粉末材料再進行壓制，依此順序壓制成所述的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極；③取出壓制后的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極，進行燒結(jié)、保溫、退火、冷卻，取出后成為最終的溫差發(fā)電器用導(dǎo)流電極。該方法制備出的導(dǎo)流電極焊接電阻小，焊接強度高，焊接浸潤性好，壽命長，成本低，電池放電電流密度大，提高了溫差電的轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號H01L35/34GK1790763SQ200410093959
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
發(fā)明者鄭海山, 陳洪根, 魏增, 任保國, 張建中 申請人:中國電子科技集團公司第十八研究所