溫差電一體化單體材料製備方法
2023-05-27 19:08:11
專利名稱：溫差電一體化單體材料製備方法
技術領域：
本發明屬於溫差電材料製備技術領域，特別是涉及一種溫差電一體化單 體材料製備方法。
背景技術：
目前公知的溫差發電器，是利用塞貝克效應將熱能直接轉換成電能的發 電器件，成功應用於空間衛星、月面探測器、深空探測器、海上航標燈、海 底聲納、輸油(氣)管線的陰極保護、餘熱利用等各個領域。近年來，由於 全球範圍內的能源危機和曰益惡化的生存環境，使人們對溫差發電技術又有 了新的認識，讓人們看到了溫差發電器熱電轉換效率提升的潛力以及溫差發 電技術廣闊的應用前景。組成溫差發電器的關鍵元件就是溫差電單體，關鍵 工藝包括了溫差電材料的製備和溫差電單體的焊接等。傳統製備溫差電單體
的工藝就是按照溫差電材料的化學計量比配置原材料，用粉末冶金法製備 溫差電材料合金，然後與電極焊接成溫差電單體。這種常用的溫差電單體制 備工藝在一定程度上滿足了溫差電發電的要求，但是也存在一些不足，如制 備單體經過兩個獨立工藝，費時費力；溫差電材料再次經過焊接高溫衝擊，
影響溫差電材料的熱電性能。
發明內容
本發明為解決現有技術中存在的問題，提供了一種工藝簡單、成本低廉、 並且熱電性能好的溫差電一體化單體材料製備方法。
本發明為解決公知技術中存在的技術問題釆用的技術方案是
溫差電一體化單體材料製備方法，其特點是包括以下步驟
l)準備好石墨材料加工的由模套、上壓頭和下壓頭構成的模具，下壓頭放入模套孔底部後，將電極材料粉末放入模具模腔，振蕩平整；
2) 在步驟i)中電極材料粉末上面均勻撒入過渡層粉末；
3) 在步驟2)中過渡層粉末上面裝入溫差電材料粉末，振蕩平整，並用 模具的上壓頭壓實；
4) 在步驟3)中溫差電材料粉末上面加入步驟2)所述的過渡層粉末後，
再加入步驟l)所述的電極材料粉末，然後放置好上壓頭；
5) 將準備好的上述模具進行壓制；
6) 將壓制後的模具放入退火爐中進行退火處理，保溫後取出，即製成溫差電一體化單體材料。
本發明還可以釆取如下技術措施來實現
溫差電一體化單體材料製備方法，其特點是所述步驟5)中的模具放入液壓機上進行壓制。
溫差電一體化單體材料製備方法，其特點是所述步驟4)所用的溫差電材料粉末為PbTe基，BiTe基，SiGe基、熱電氧化物、填充SkuUerdites化合物。
溫差電一體化單體材料製備方法，其特點是所述步驟l)中電極材料粉末為銅、鉬、鎢、鎳、銀、鋁中一種或多種。
溫差電一體化單體材料製備方法，其特點是所述步驟2)中過渡層粉末為厚度0.5mm-hm的銀粉、鈷粉、鐵粉、鎳粉中一種或多種。
溫差電一體化單體材料製備方法，其特點是所述步驟6)中如果溫差電材料為PbTe基，則退火溫度為700℃ ，保溫10小時。
本發明具有的優點和積極效果是由於在製備溫差電元件的同時，將電極材料粉末與溫差電材料粉末一起壓制，直接得到溫差電單體，使材料製備和焊接達到一體化。這種方法簡單可行，經濟省力，由於減少了溫差電材料高溫衝擊次數，提高了溫差電單體的熱電性能。
圖1為本發明溫差電一體化單體材料製備方法的壓制流程示意圖2是圖i中電極材料粉末裝模步驟示意圖3是圖l中過渡層材料裝模步驟示意圖4是圖l中溫差電材料粉末裝模步驟示意圖5是圖l中電極材料粉末裝模後又裝入過渡層材料步驟示意圖。
圖中的標號分別為l.模套；2.下壓頭；3.上壓頭；4.電極材料；5.過 渡層材料；6.溫差電材料。
具體實施例方式
為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲列舉以下實施例， 並配合附圖詳細說明如下
實施例
參照附圖1-5，溫差電一體化單體材料製備方法，選用經過破碎過篩的SiGe作為溫差電材料粉末、鉬粉作為電極材料粉末，銀粉作為過渡層粉末。
準備好石墨材料加工的由模套l、上壓頭3和下壓頭2構成的模具，下壓 頭2放入模套1孔底部後，選擇鉬粉作為電極材料4粉末放入模具模腔，振 蕩平整，參見附圖2;選擇0.2g銀粉作為過渡層材料5粉末放入模具模腔內 鉬粉的上面，參見附圖3;在銀粉上面裝入SiGe材料作為溫差電材料6粉末， 將SiGe材料振蕩平整，並用模具的上壓頭壓實裝入的各種粉末，參見附圖4; 在SiGe材料上面撒入銀粉作為過渡層粉末後，再加入鉬粉作為電極材料粉末, 然後將上壓頭3放置到模套1的上腔中，參見附圖5;將裝配好的模具放入液 壓機上以50MPa的壓力進行壓制，然後放入退火爐中以70(TC溫度進行退火處 理，退火5小時後，保溫10小時取出，拆開模具，得到三明治結構的溫差電 一體化SiGe單體材料。
權利要求
1.溫差電一體化單體材料製備方法，其特徵在於包括以下步驟1)準備好石墨材料加工的由模套、上壓頭和下壓頭構成的模具，下壓頭放入模套孔底部後，將電極材料粉末放入模具模腔，振蕩平整；2)在步驟1)中電極材料粉末上面均勻撒入過渡層粉末；3)在步驟2)中過渡層粉末上面裝入溫差電材料粉末，振蕩平整，並用模具的上壓頭壓實；4)在步驟3)中溫差電材料粉末上面加入步驟2)所述的過渡層粉末後，再加入步驟1)所述的電極材料粉末，然後放置好上壓頭；5)將準備好的上述模具進行壓制；6)將壓制後的模具放入退火爐中進行退火處理，保溫後取出，即製成溫差電一體化單體材料。
2. 根據權利要求l所述的溫差電一體化單體材料製備方法，其特徵在於所 述步驟5)中的模具放入液壓機上進行壓制。
3. 根據權利要求l所述的溫差電一體化單體材料製備方法，其特徵在於所 述步驟4)所用的溫差電材料粉末為PbTe基，BiTe基，SiGe基、熱電氧化物、 填充Skutterdites化合物。
4. 根據權利要求l所述的溫差電一體化單體材料製備方法，其特徵在於所 述步驟l)中電極材料粉末為銅、鉬、鎢、鎳、銀、鋁中一種或多種。
5. 根據權利要求l所述的溫差電一體化單體材料製備方法，其特徵在於所 述步驟2)中過渡層粉末為厚度0.5mm-2隨的銀粉、鈷粉、鐵粉、鎳粉中一 種或多種。
6. 根據權利要求l所述的溫差電一體化單體材料製備方法，其特徵在於所 述步驟6)中如果溫差電材料為PbTe基，則退火溫度為700。C，保溫10小時。
全文摘要
本發明屬於溫差電一體化單體材料製備方法，包括以下步驟準備好石墨材料加工的由模套、上壓頭和下壓頭構成的模具，下壓頭放入模套孔底部後，依次將電極材料粉末、過渡層粉末、溫差電材料粉末、過渡層粉末和電極材料粉末放入模具模腔，振蕩平整，放在油壓機上進行壓制；將壓制後的模具放入退火爐中進行退火處理，保溫後取出，即製成溫差電一體化單體材料。由於在製備溫差電元件的同時，將電極材料粉末與溫差電材料粉末一起壓制，直接得到溫差電單體，使材料製備和焊接達到一體化。這種方法簡單可行，經濟省力，由於減少了溫差電材料高溫衝擊次數，提高了溫差電單體的熱電性能。
文檔編號B22F7/02GK101199997SQ20061013026
公開日2008年6月18日 申請日期2006年12月15日 優先權日2006年12月15日
發明者任保國, 勇 閻, 龍春泉 申請人:中國電子科技集團公司第十八研究所