專利名稱：溫差電一體化單體材料制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于溫差電材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種溫差電一體化單 體材料制備方法。
背景技術(shù)：
目前公知的溫差發(fā)電器，是利用塞貝克效應(yīng)將熱能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā) 電器件，成功應(yīng)用于空間衛(wèi)星、月面探測器、深空探測器、海上航標(biāo)燈、海 底聲納、輸油(氣)管線的陰極保護(hù)、余熱利用等各個(gè)領(lǐng)域。近年來，由于 全球范圍內(nèi)的能源危機(jī)和曰益惡化的生存環(huán)境，使人們對(duì)溫差發(fā)電技術(shù)又有 了新的認(rèn)識(shí)，讓人們看到了溫差發(fā)電器熱電轉(zhuǎn)換效率提升的潛力以及溫差發(fā) 電技術(shù)廣闊的應(yīng)用前景。組成溫差發(fā)電器的關(guān)鍵元件就是溫差電單體，關(guān)鍵 工藝包括了溫差電材料的制備和溫差電單體的焊接等。傳統(tǒng)制備溫差電單體
的工藝就是按照溫差電材料的化學(xué)計(jì)量比配置原材料，用粉末冶金法制備 溫差電材料合金，然后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(fā)電的要求，但是也存在一些不足，如制 備單體經(jīng)過兩個(gè)獨(dú)立工藝，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；溫差電材料再次經(jīng)過焊接高溫沖擊，
影響溫差電材料的熱電性能。

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，提供了一種工藝簡單、成本低廉、 并且熱電性能好的溫差電一體化單體材料制備方法。
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題釆用的技術(shù)方案是
溫差電一體化單體材料制備方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟
l)準(zhǔn)備好石墨材料加工的由模套、上壓頭和下壓頭構(gòu)成的模具，下壓頭放入模套孔底部后，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，并用 模具的上壓頭壓實(shí)；
4) 在步驟3)中溫差電材料粉末上面加入步驟2)所述的過渡層粉末后，
再加入步驟l)所述的電極材料粉末，然后放置好上壓頭；
5) 將準(zhǔn)備好的上述模具進(jìn)行壓制；
6) 將壓制后的模具放入退火爐中進(jìn)行退火處理，保溫后取出，即制成溫差電一體化單體材料。
本發(fā)明還可以釆取如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)
溫差電一體化單體材料制備方法，其特點(diǎn)是所述步驟5)中的模具放入液壓機(jī)上進(jìn)行壓制。
溫差電一體化單體材料制備方法，其特點(diǎn)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制備方法，其特點(diǎn)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制備方法，其特點(diǎn)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制備方法，其特點(diǎn)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(shí)。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是由于在制備溫差電元件的同時(shí)，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，使材料制備和焊接達(dá)到一體化。這種方法簡單可行，經(jīng)濟(jì)省力，由于減少了溫差電材料高溫沖擊次數(shù)，提高了溫差電單體的熱電性能。


圖1為本發(fā)明溫差電一體化單體材料制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后又裝入過渡層材料步驟示意圖。
圖中的標(biāo)號(hào)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(shí)施例方式
為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲列舉以下實(shí)施例， 并配合附圖詳細(xì)說明如下
實(shí)施例
參照附圖1-5，溫差電一體化單體材料制備方法，選用經(jīng)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(zhǔn)備好石墨材料加工的由模套l、上壓頭3和下壓頭2構(gòu)成的模具，下壓 頭2放入模套1孔底部后，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(nèi) 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，并用模具的上壓頭壓實(shí)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后，再加入鉬粉作為電極材料粉末, 然后將上壓頭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(jī)上以50MPa的壓力進(jìn)行壓制，然后放入退火爐中以70(TC溫度進(jìn)行退火處 理，退火5小時(shí)后，保溫10小時(shí)取出，拆開模具，得到三明治結(jié)構(gòu)的溫差電 一體化SiGe單體材料。
權(quán)利要求
1.溫差電一體化單體材料制備方法，其特征在于包括以下步驟1)準(zhǔn)備好石墨材料加工的由模套、上壓頭和下壓頭構(gòu)成的模具，下壓頭放入模套孔底部后，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，并用模具的上壓頭壓實(shí)；4)在步驟3)中溫差電材料粉末上面加入步驟2)所述的過渡層粉末后，再加入步驟1)所述的電極材料粉末，然后放置好上壓頭；5)將準(zhǔn)備好的上述模具進(jìn)行壓制；6)將壓制后的模具放入退火爐中進(jìn)行退火處理，保溫后取出，即制成溫差電一體化單體材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的溫差電一體化單體材料制備方法，其特征在于所 述步驟5)中的模具放入液壓機(jī)上進(jìn)行壓制。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的溫差電一體化單體材料制備方法，其特征在于所 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(jù)權(quán)利要求l所述的溫差電一體化單體材料制備方法，其特征在于所 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(jù)權(quán)利要求l所述的溫差電一體化單體材料制備方法，其特征在于所 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(jù)權(quán)利要求l所述的溫差電一體化單體材料制備方法，其特征在于所 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(shí)。
全文摘要
本發(fā)明屬于溫差電一體化單體材料制備方法，包括以下步驟準(zhǔn)備好石墨材料加工的由模套、上壓頭和下壓頭構(gòu)成的模具，下壓頭放入模套孔底部后，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(jī)上進(jìn)行壓制；將壓制后的模具放入退火爐中進(jìn)行退火處理，保溫后取出，即制成溫差電一體化單體材料。由于在制備溫差電元件的同時(shí)，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，使材料制備和焊接達(dá)到一體化。這種方法簡單可行，經(jīng)濟(jì)省力，由于減少了溫差電材料高溫沖擊次數(shù)，提高了溫差電單體的熱電性能。
文檔編號(hào)B22F7/02GK101199997SQ20061013026
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者任保國, 勇 閻, 龍春泉 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所