CN103579484A - 一种温差发电器用金属导体电极 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种温差发电器用金属导体电极，将基体粉末材料和强化颗粒材料分层压制在一起；所述基体粉末材料为单一的金属粉末，所述强化颗粒材料为一种或两种及以上的金属或非金属粉末混合物。

Description

一种温差发电器用金属导体电极
技术领域
本发明属于温差发电技术领域，特别是涉及一种温差发电器用金属导体电极。
背景技术
温差发电器是利用塞贝克效应，在热端和冷端用金属导体电极将温差电元件连接起来，利用温差，将热能直接转换成电能的一种发电器件。传统温差发电器用的金属导体电极一般采用单晶体生长工艺来制备，如用单一的Fe、Cu、Ni等金属材料，其缺点是：焊接电阻大，焊接强度不高，如果温差发电器的热面温度过高，焊接接头容易脱落，某些温差电材料的升华率也急剧增加，极易引起温差发电器失效，这也是温差发电器的转换效率低，衰减快，寿命短的原因之一。
发明内容
本发明的目的是在现有的温差电材料基础上采用多晶或定向多晶材料，提出改进方案，用粉碎混合烧结(PIES)法和区融熔炼法来得到优值高的温差电材料。它具有焊接电阻小，焊接强度高，焊接浸润性好，寿命长，有较高的塞贝克系数和电导率等优点。
本发明是采用以下技术方案实现的：
一种温差发电器用金属导体电极，将基体粉末材料和强化颗粒材料分层压制在一起；所述基体粉末材料为单一的金属粉末，所述强化颗粒材料为一种或两种及以上的金属或非金属粉末混合物。
所述基体粉末材料为Fe粉、Cu粉、Ni粉；所述强化颗粒材料为SPbTe粉、石墨粉、钨粉以及Al粉中一种或所述基体粉末材料与SnTe粉、钨粉、石墨粉，粉以及Al粉中一种或一种以上的混合物，所述导体电极中基体粉末材料含量为60～80％，所述导体电极中强化颗粒材料含量为20～40％。
所述强化颗粒性材料PbTe∶Cu∶Ge∶Al重量百分比为10～50％∶20～30％∶10～15％：10～50％。
本发明具有的有益效果是：强化颗粒添加了Al，可起到增韧作用，并提高了金属导体高温抗氧化能力，而且经弥散强化后，铜的强度、硬度得到很大的提高，导电性降低不多。由于采用了基体粉末和过强化颗粒材料分层压制的方法，组织均匀，晶粒细小，没有偏析，热处理变形小，使用寿命增长。
具体实施方式
一种温差发电器用金属导体电极，将基体粉末材料和强化颗粒材料分层压制在一起；所述基体粉末材料为单一的金属粉末，所述强化颗粒材料为一种或两种及以上的金属或非金属粉末混合物。
所述基体粉末材料为Fe粉、Cu粉、Ni粉；所述强化颗粒材料为SPbTe粉、石墨粉、钨粉以及Al粉中一种或所述基体粉末材料与SnTe粉、钨粉、石墨粉，粉以及Al粉中一种或一种以上的混合物，所述导体电极中基体粉末材料含量为60～80％，所述导体电极中强化颗粒材料含量为20～40％。
所述强化颗粒性材料PbTe：Cu：Ge：Al重量百分比为10～50％：20～30％：10～15％∶10～50％。
实施例
先将按PbTe：Cu：Ge：Al重量百分比为10～50％：20～30％：10～15％：10～50％称量好的混合均匀的强化颗粒性材料放入阴模中，轻敲阴模，使得强化颗粒性材料能均匀的平铺在阴模中，将压头放入阴模中，然后再将阴模放在垫板上，给压头稍小一点的压力，压力为30-50Mpa，保压5秒，然后将压头取出，再将称量好的基体材料放入阴模中，轻敲阴模，使得基体材料均匀的平铺在强化颗粒性材料上，再将阴模放在垫板上，给压头一定的压力，压力为550-750Mpa，保压30秒，再将阴模从垫板上取下，放在落料框上，再给一定的压力进行脱模，这样整个压制过程结束。压制结束后，要将所压制的导体电极进行多次高温烧结，为保证烧结过程中导体电极不被氧化，整个烧结过程要在保护气体中进行。先将导体电极放入石英管中，抽真空，再冲入Ar：H2=1：1的混合气体，这样来回三次后，升温至800～1100℃进行烧结，然后保温并随炉冷却。然后再进行一次中温烧结，以减小高温烧结过程中的内应力，将烧结后的导体电极放入石墨盒中冲入保护气体，升温至500～800℃进行退火，保温半小时后随炉冷。这样就制得了我们所需的导体电极。

Claims (4)

1.一种温差发电器用金属导体电极，其特征在于：将基体粉末材料和强化颗粒材料分层压制在一起；所述基体粉末材料为单一的金属粉末，所述强化颗粒材料为一种或两种及以上的金属或非金属粉末混合物。
2.根据权利要求1所述的温差发电器用金属导体电极，其特征在于：所述基体粉末材料为Fe粉、Cu粉、Ni粉；所述强化颗粒材料为SPbTe粉、石墨粉、钨粉以及Al粉中一种或所述基体粉末材料与SnTe粉、钨粉、石墨粉，粉以及Al粉中一种或一种以上的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的温差发电器用金属导体电极，其特征在于：所述电极中基体粉末材料含量为60～80％，所述强化颗粒材料含量为20～40％。
4.根据权利要求1或2所述的温差发电器用金属导体电极，其特征在于：所述强化颗粒性材料PbTe：Cu：Ge：Al重量百分比为10～50％：20～30％：10～15％∶10～50％。
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