CN110767797A - 一种半导体热电材料的制造方法 - Google Patents
一种半导体热电材料的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110767797A CN110767797A CN201911017845.0A CN201911017845A CN110767797A CN 110767797 A CN110767797 A CN 110767797A CN 201911017845 A CN201911017845 A CN 201911017845A CN 110767797 A CN110767797 A CN 110767797A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- parts
- thermoelectric material
- antimony
- semiconductor thermoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000007582 slurry-cast process Methods 0.000 claims abstract description 36
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 12
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 25
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 20
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- FAPDDOBMIUGHIN-UHFFFAOYSA-K antimony trichloride Chemical compound Cl[Sb](Cl)Cl FAPDDOBMIUGHIN-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 10
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 10
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 10
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 10
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 10
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 10
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005676 thermoelectric effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/85—Thermoelectric active materials
- H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
- H10N10/853—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising arsenic, antimony or bismuth
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/02—Pressure casting making use of mechanical pressure devices, e.g. cast-forging
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C12/00—Alloys based on antimony or bismuth
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/01—Manufacture or treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供一种半导体热电材料的制造方法，涉及热电材料技术领域。该半导体热电材料的制造方法，包括以下步骤：S1.按照比例选取钛粉、锆粉、铋粉与锑粉，然后将钛粉、锆粉、铋粉与锑粉在搅拌装置中搅拌均匀；S2.将钛粉、锆粉、铋粉与锑粉投入到铸浆炉中进行高温铸浆，在铸浆过程中加入适量的添加剂；S3.铸浆完成之后，将熔浆置于成型模具中，利用挤压设备对其进行挤压成型，挤压成型过程在真空环境中进行。通过使用钛粉、锆粉、铋粉与锑粉作为材料，以及加入适量的添加剂，使得高温半导体热电材料的制作过程中可以大批量的进行生产，并且大大提高了半导体热电材料的性能，从而让半导体热电材料的使用更加稳定。
Description
技术领域
本发明涉及热电材料技术领域，具体为一种半导体热电材料的制造方法。
背景技术
半导体热电材料指具有较大热电效应的半导体材料，亦称温差电材料，它能直接把热能转换成电能，或直接由电能产生致冷作用，半导体温差发电材料用于制备温差发电机，已应用于海岸挂灯、浮标灯、边防通讯用电源、石油管道中无人中继站电源和野战携带电源以及海底探查、宇宙飞船和各类人造卫星用电源，半导体温差致冷材料，用于制造各种类型的半导体温差致冷器，如各种小型冷冻器、恒温器、露点温度计、电子装置的冷却，以及在医学、核物理、真空技术等方面都有应用。
目前，关于合金半导体热电材料的种类以及制造方法很多，可广泛的应用于各种不同的领域，但是高温半导体热电材料的制作过程中，大批量生产工艺较为麻烦，半导体热电材料的性能有待进一步提高。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种半导体热电材料的制造方法，解决了高温半导体热电材料的制作过程中，大批量生产工艺较为麻烦，半导体热电材料的性能有待进一步提高的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种半导体热电材料的制造方法，包括以下步骤：
S1.按照比例选取钛粉、锆粉、铋粉与锑粉，然后将钛粉、锆粉、铋粉与锑粉在搅拌装置中搅拌均匀；
S2.将钛粉、锆粉、铋粉与锑粉投入到铸浆炉中进行高温铸浆，在铸浆过程中加入适量的添加剂；
S3.铸浆完成之后，将熔浆置于成型模具中，利用挤压设备对其进行挤压成型，挤压成型过程在真空环境中进行，成型完毕之后，往真空环境中通入氮气，对成型的块状物进行风冷；
S4.待块状物冷却到室温之后，取出并将其送入到烧结炉中进行最终烧结处理，烧结完毕之后取出冷却即得半导体热电材料。
优选的，所述铸浆炉的铸浆温度为1500-2000℃，铸浆时间为3-5小时。
优选的，所述钛粉、锆粉、铋粉与锑粉由以下重量比组成：钛粉10-12份、锆粉15-25份、铋粉20-30份、锑粉22-28份。
优选的，所述添加剂为硼酸、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化钠、氯化锑、硫脲与酒石酸组成，且添加剂成分的重量比如下：硼酸1-2份、柠檬酸1.5-2.5份、柠檬酸钠2-3份、氯化钠2-2.4份、氯化锑3-4份、硫脲0.02-0.04份、酒石酸0.2-0.3份。
优选的，所述烧结的温度为600-800℃，烧结时间为6-8小时。
(三)有益效果
本发明提供了一种半导体热电材料的制造方法。具备以下有益效果：
该半导体热电材料的制造方法，通过使用钛粉、锆粉、铋粉与锑粉作为材料，以及加入适量的添加剂，使得高温半导体热电材料的制作过程中可以大批量的进行生产，并且大大提高了半导体热电材料的性能，从而让半导体热电材料的使用更加稳定。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明实施例提供一种半导体热电材料的制造方法，包括以下步骤：
S1.按照比例选取钛粉、锆粉、铋粉与锑粉，然后将钛粉、锆粉、铋粉与锑粉在搅拌装置中搅拌均匀；
S2.将钛粉、锆粉、铋粉与锑粉投入到铸浆炉中进行高温铸浆，在铸浆过程中加入适量的添加剂，铸浆炉的铸浆温度为1500-2000℃，铸浆时间为3-5小时；
S3.铸浆完成之后，将熔浆置于成型模具中，利用挤压设备对其进行挤压成型，挤压成型过程在真空环境中进行，成型完毕之后，往真空环境中通入氮气，对成型的块状物进行风冷；
S4.待块状物冷却到室温之后，取出并将其送入到烧结炉中进行最终烧结处理，烧结完毕之后取出冷却即得半导体热电材料，烧结的温度为600-800℃，烧结时间为6-8小时。
通过使用钛粉、锆粉、铋粉与锑粉作为材料，以及加入适量的添加剂，使得高温半导体热电材料的制作过程中可以大批量的进行生产，并且大大提高了半导体热电材料的性能，从而让半导体热电材料的使用更加稳定。
其中钛粉、锆粉、铋粉与锑粉由以下重量比组成：钛粉10份、锆粉15份、铋粉20份、锑粉22份；其中添加剂为硼酸、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化钠、氯化锑、硫脲与酒石酸组成，且添加剂成分的重量比如下：硼酸1份、柠檬酸1.5份、柠檬酸钠2份、氯化钠2份、氯化锑3份、硫脲0.02份、酒石酸0.2份。
实施例二：
本发明实施例提供一种半导体热电材料的制造方法，包括以下步骤：
S1.按照比例选取钛粉、锆粉、铋粉与锑粉，然后将钛粉、锆粉、铋粉与锑粉在搅拌装置中搅拌均匀；
S2.将钛粉、锆粉、铋粉与锑粉投入到铸浆炉中进行高温铸浆，在铸浆过程中加入适量的添加剂，铸浆炉的铸浆温度为1500-2000℃，铸浆时间为3-5小时；
S3.铸浆完成之后，将熔浆置于成型模具中，利用挤压设备对其进行挤压成型，挤压成型过程在真空环境中进行，成型完毕之后，往真空环境中通入氮气，对成型的块状物进行风冷；
S4.待块状物冷却到室温之后，取出并将其送入到烧结炉中进行最终烧结处理，烧结完毕之后取出冷却即得半导体热电材料，烧结的温度为600-800℃，烧结时间为6-8小时。
其中钛粉、锆粉、铋粉与锑粉由以下重量比组成：钛粉11份、锆粉20份、铋粉25份、锑粉25份；其中添加剂为硼酸、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化钠、氯化锑、硫脲与酒石酸组成，且添加剂成分的重量比如下：硼酸1.5份、柠檬酸2份、柠檬酸钠2.5份、氯化钠2.2份、氯化锑3.5份、硫脲0.03份、酒石酸0.25份。
实施例三：
本发明实施例提供一种半导体热电材料的制造方法，包括以下步骤：
S1.按照比例选取钛粉、锆粉、铋粉与锑粉，然后将钛粉、锆粉、铋粉与锑粉在搅拌装置中搅拌均匀；
S2.将钛粉、锆粉、铋粉与锑粉投入到铸浆炉中进行高温铸浆，在铸浆过程中加入适量的添加剂，铸浆炉的铸浆温度为1500-2000℃，铸浆时间为3-5小时；
S3.铸浆完成之后，将熔浆置于成型模具中，利用挤压设备对其进行挤压成型，挤压成型过程在真空环境中进行，成型完毕之后，往真空环境中通入氮气，对成型的块状物进行风冷；
S4.待块状物冷却到室温之后，取出并将其送入到烧结炉中进行最终烧结处理，烧结完毕之后取出冷却即得半导体热电材料，烧结的温度为600-800℃，烧结时间为6-8小时。
其中钛粉、锆粉、铋粉与锑粉由以下重量比组成：钛粉12份、锆粉25份、铋粉30份、锑粉28份；其中添加剂为硼酸、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化钠、氯化锑、硫脲与酒石酸组成，且添加剂成分的重量比如下：硼酸2份、柠檬酸2.5份、柠檬酸钠3份、氯化钠2.4份、氯化锑4份、硫脲0.04份、酒石酸0.3份。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种半导体热电材料的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.按照比例选取钛粉、锆粉、铋粉与锑粉，然后将钛粉、锆粉、铋粉与锑粉在搅拌装置中搅拌均匀；
S2.将钛粉、锆粉、铋粉与锑粉投入到铸浆炉中进行高温铸浆，在铸浆过程中加入适量的添加剂；
S3.铸浆完成之后，将熔浆置于成型模具中，利用挤压设备对其进行挤压成型，挤压成型过程在真空环境中进行，成型完毕之后，往真空环境中通入氮气，对成型的块状物进行风冷；
S4.待块状物冷却到室温之后，取出并将其送入到烧结炉中进行最终烧结处理，烧结完毕之后取出冷却即得半导体热电材料。
2.根据权利要求1所述的一种半导体热电材料的制造方法，其特征在于：所述铸浆炉的铸浆温度为1500-2000℃，铸浆时间为3-5小时。
3.根据权利要求1所述的一种半导体热电材料的制造方法，其特征在于：所述钛粉、锆粉、铋粉与锑粉由以下重量比组成：钛粉10-12份、锆粉15-25份、铋粉20-30份、锑粉22-28份。
4.根据权利要求1所述的一种半导体热电材料的制造方法，其特征在于：所述添加剂为硼酸、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化钠、氯化锑、硫脲与酒石酸组成，且添加剂成分的重量比如下：硼酸1-2份、柠檬酸1.5-2.5份、柠檬酸钠2-3份、氯化钠2-2.4份、氯化锑3-4份、硫脲0.02-0.04份、酒石酸0.2-0.3份。
5.根据权利要求1所述的一种半导体热电材料的制造方法，其特征在于：所述烧结的温度为600-800℃，烧结时间为6-8小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911017845.0A CN110767797A (zh) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | 一种半导体热电材料的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911017845.0A CN110767797A (zh) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | 一种半导体热电材料的制造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110767797A true CN110767797A (zh) | 2020-02-07 |
Family
ID=69333564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911017845.0A Pending CN110767797A (zh) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | 一种半导体热电材料的制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110767797A (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1876283A (zh) * | 2006-05-30 | 2006-12-13 | 武汉理工大学 | 钛钴锑基热电半导体材料的制备方法 |
| TW200933940A (en) * | 2007-12-28 | 2009-08-01 | Basf Se | Extrusion process for preparing improved thermoelectric materials |
-
2019
- 2019-10-24 CN CN201911017845.0A patent/CN110767797A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1876283A (zh) * | 2006-05-30 | 2006-12-13 | 武汉理工大学 | 钛钴锑基热电半导体材料的制备方法 |
| TW200933940A (en) * | 2007-12-28 | 2009-08-01 | Basf Se | Extrusion process for preparing improved thermoelectric materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103611896B (zh) | 一种通过电弧熔炼和熔体快淬制备MnCoGe基和MnNiGe基合金薄带的方法 | |
| CN102280570A (zh) | 一种微量Cu掺杂Bi2S3基热电材料 | |
| CN101734730A (zh) | 具有近零热膨胀特性的“反钙钛矿结构”金属间化合物材料 | |
| CN110767797A (zh) | 一种半导体热电材料的制造方法 | |
| CN103924108A (zh) | 一种无磁性强立方织构铜基合金复合基带及其制备方法 | |
| CN107267901A (zh) | 一种高强度无铁磁性织构Ni‑W合金基带的制备方法 | |
| CN103878551A (zh) | 一种高强度铜镍硅引线框架材料的生产方法 | |
| CN107293637B (zh) | 一种高性能GeSbTe基热电材料的制备方法 | |
| CN112591720A (zh) | 一种多孔氮化铝材料的制备方法 | |
| CN112430093A (zh) | 一种铋锑碲合金靶材的制备方法 | |
| CN103320666A (zh) | Ag-In-Zn-Se四元热电半导体及其制备工艺 | |
| CN103773991A (zh) | 一种高强导电铜棒材料及制备方法 | |
| JPH0259465A (ja) | 酸化物高温超電導体の製造法 | |
| CN106868344B (zh) | 一种高性能立方织构Ni-12at.％W合金基带的制备方法 | |
| Geertsma et al. | On the properties of the 1s-forms of TaSe2 and TaS2 | |
| CN108588477B (zh) | 一种高强度导电弹性Cu-Ti-Ni-Y合金及其制备方法 | |
| CN109786025B (zh) | 一种改性铋系超导体的制备方法 | |
| CN106684236A (zh) | 一种高性能Cu2GeTe3热电材料的制备方法 | |
| CN106087034A (zh) | 一种利用腐蚀籽晶诱导生长rebco高温超导块材的方法 | |
| JPH04121912A (ja) | ビスマス系酸化物高温超電導体の製造方法 | |
| CN117166039B (zh) | 一种同步提升力学性能和热电性能的碲化铋基热电材料的制备方法 | |
| CN114735939B (zh) | 低膨胀系数透明微晶玻璃制备方法 | |
| JP3049314B1 (ja) | 酸化物超伝導複合線材の製造方法 | |
| JP2007070157A (ja) | 超伝導セラミックス薄膜の形成方法 | |
| JPH0115562B2 (zh) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20231013 |