CN113328031A - 一种高强高效碲化铋块体及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种高强高效碲化铋块体，所述碲化铋块体为层片状；所述碲化铋块体为Bi0.5Sb1.5Te3+x的P型层片状碲化铋块体，其中，x取值范围为0～0.05；或为Bi2Te3‑ySey的N型层片状碲化铋块体，其中，y取值范围为0～0.3。本申请所提供的是一种具有特殊层片状结构，并具有高取向度和晶粒细化双重特征的碲化铋块体，所述碲化铋块体，无需切割和/或研磨成粉，可直接用于真空热压烧结或真空热变形烧结，实现快速制备高热电优值、高强度的碲化铋基热电材料。
Description
技术领域
本申请涉及一种高强高效碲化铋块体及其制备方法与应用，属于碲化铋基热电材料技术领域。
背景技术
传统的商用高强度碲化铋块体材料，主要是采用具有择优取向的碲化铋区熔多晶棒为初始原材料，随后通过切割、破碎、高能球磨等工艺制备出适合粒径的粉体，再热压烧结获得碲化铋块体。这种采用粉末技术制备的多晶碲化铋块体，不但可以大幅提高材料的机械强度和可加工性能，更重要的是通过晶粒细化和引入纳米结构，可以大幅降低晶格热导率，提高材料的ZT优值(热电优值)。然而，采用缓慢区熔工艺制备择优取向的多晶棒，难以实现高强度碲化铋材料的快速、低成本制备。
基于机械球磨获得晶粒细化的传统制备思路，虽然可以降低材料的晶格热导率，但球磨会引入不同尺度的大量缺陷并导致晶粒不同的取向，这使得材料的载流子迁移率显著下降，导致其电导率极低，低的功率因子极大的限制了材料的应用。另外，晶棒切割和球磨成粉过程，也将带来粉体吸潮、氧化和引入有害杂质离子等诸多问题。此外，磨粉过程中高速运转的球磨机会带来大量的粉尘，工厂大规模生产会导致环境污染，尤其对操作人员健康产生危害。因此，制备一种可以直接用于热压的层状碲化铋块体，不但可以缩短高强度材料制备周期降低生产成本，还可以避免环境污染为操作人员提供健康的工作环境。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供了一种高强高效碲化铋块体，该碲化铋块体具有特殊的结构，并具有高取向度和晶粒细化双重特征，所述碲化铋块体无需切割和/或研磨成粉，可直接用于真空热压烧结或真空热变形烧结，实现快速制备高热电优值、高强度的碲化铋基热电材料。
所述一种高强高效碲化铋块体，所述碲化铋块体为层片状；所述碲化铋块体为Bi0.5Sb1.5Te3+x的P型层片状碲化铋块体，其中，x取值范围为0～0.05；或为Bi2Te3-ySey的N型层片状碲化铋块体，其中，y取值范围为0～0.3。
可选地，所述x取值范围为0～0.03。
可选地，所述y取值范围为0.1～0.3。
可选地，所述碲化铋块体为Bi0.5Sb1.5Te3的P型层片状碲化铋块体。
可选地，所述碲化铋块体为Bi2Te2.8Se0.2的N型层片状碲化铋块体。
根据本申请的另一个方面，提供一种高强高效碲化铋块体的制备方法，所述方法通过“熔融液滴加速下落、快速降温、定向凝固、层片状堆积”的循环方式实现逐层沉积，从而获得特殊的层片状结构。较快的降温速率一方面使材料定向凝固同时能抑制碲化铋晶粒的长大，实现晶粒细化，降低材料晶格热导率；另一方面，可阻止材料中易挥发组分的挥发和非均一成分的分凝现象，获得较高均匀性的块体材料。
所述一种高强高效碲化铋块体的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(s1)将按照一定的化学计量比配的Bi、Te、Sb或Se单质熔炼，冷却，获得碲化铋基合金棒；
(s2)碲化铋基合金棒经过熔融，以液滴形式滴落，并逐层沉积，获得所述碲化铋块体。
可选地，所述步骤(s1)中，所述熔炼在负压条件下进行，熔炼温度为高于材料熔点的温度。
可选地，所述步骤(s1)中，所述熔炼压力为抽真空至小于10pa，熔炼温度为580～950℃。
可选地，所述步骤(s1)中，所述熔炼温度上限选自650、750、800、850、950℃。
可选地，所述步骤(s1)中，所述熔炼温度下限选自580、650、750、800、850℃。
可选地，所述步骤(s1)中，所述熔炼在抽真空至小于10pa的密封石英坩埚中进行。
可选地，所述步骤(s1)中，所述冷却为冷却至室温。
可选地，所述步骤(s2)中，所述液滴体积为0.001～0.5ml/滴。
可选地，所述步骤(s2)中，所述液滴体积为0.01～0.3ml/滴。
可选地，所述步骤(s2)中，所述液滴体积为0.01～0.1ml/滴。
可选地，所述步骤(s2)中，所述液滴体积为0.03～0.05ml/滴。
可选地，所述步骤(s2)中，所述滴落为在重力或外场力的作用下滴落。
可选地，所述步骤(s2)中，所述液滴滴落、快速降温后形成薄片，所述降温速率为10～300K/S。
可选地，所述降温速率上限选自30、50、100、150、180、200、250、300K/S。
可选地，所述降温速率下限选自10、30、50、100、150、180、200、250、280K/S。
可选地，所述步骤(s2)中，所述熔融温度及沉积温度存在温差。
可选地，所述温差为100～1150℃。
可选地，所述温差的上限选自200、500、675、700、850、1000、1150℃。
可选地，所述温差的下限选自100、200、500、675、700、850、1000℃。
可选地，所述步骤(s2)中，所述熔融温度为580～950℃。
可选地，所述步骤(s2)中，所述熔融温度上限选自650、700、750、800、900、950℃。
可选地，所述步骤(s2)中，所述熔融温度下限选自580、650、700、750、800、900℃。
可选地，所述步骤(s2)中，所述沉积温度为-150～450℃。
可选地，所述步骤(s2)中，所述沉积温度上限选自-100、-50、0、25、50、100、150、200、350、450。
可选地，所述步骤(s2)中，所述沉积温度上限选自-150、-100、-50、0、25、50、100、150、200、350。
可选地，所述步骤(s2)中，所述熔融、沉积是在负压的密封条件下进行。
可选地，所述步骤(s2)中，所述负压为抽真空至小于10pa。
可选地，所述步骤(s2)中，所述负压为抽真空至小于10Pa后，充入还原性气氛并保持压力＜5KPa。
可选地，所述步骤(s2)中，所述还原性气氛为一氧化碳或者氮/氢混合气体等。
可选地，所述步骤(s2)中，所述氮/氢混合气体中，氮气与氢气体积比为：90～99：1～10。
可选地，所述步骤(s2)中，所述氮/氢混合气体中，氮气与氢气体积比为：95：5。
可选地，所述步骤(s2)中，所述充入还原性气氛并保持压力为0.1～5Kpa。
可选地，所述步骤(s2)中，所述充入还原性气氛并保持压力为2Kpa。
根据本申请的另一个方面，提供如上述任意一项所述的高强高效碲化铋块体，或根据上述任意一项所述的方法制备得到的高强高效碲化铋块体在制备碲化铋基热电材料中的应用。
根据本申请的另一个方面，提供一种高强高效碲化铋基热电材料，所述碲化铋基热电材料由上述任意一项所述的碲化铋块体或根据上述任意一项所述的方法制备得到的碲化铋块体经过烧结获得。
可选地，所述碲化铋基热电材料为Bi0.5Sb1.5Te3+x P型碲化铋基热电材料，其中，x取值范围为0～0.05。
可选地，所述x取值范围为0～0.03。
可选地，所述碲化铋基热电材料为Bi0.5Sb1.5Te3的P型碲化铋基热电材料。
可选地，所述碲化铋基热电材料为Bi2Te3-ySey的N型碲化铋基热电材料，其中，y取值范围为0～0.3。
可选地，所述y取值范围为0.1～0.3。
可选地，所述碲化铋基热电材料为Bi2Te2.8Se0.2的N型碲化铋基热电材料。
根据本申请的另一个方面，提供一种高强高效碲化铋基热电材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：将上述任意一项所述的碲化铋块体烧结，获得所述碲化铋基热电材料；或根据上述任意一项所述的方法制备得到的碲化铋块体后，对其进行烧结，获得所述碲化铋基热电材料。
可选地，所述烧结为真空热压烧结。
可选地，所述烧结为真空热变形烧结。
可选地，所述烧结温度为400～550℃。
可选地，所述烧结温度的上限选自430、450、480、500、530、550℃。
可选地，所述烧结温度的下限选自400、430、450、480、500、530℃。
可选地，所述烧结压力为10～90Mpa。
可选地，所述烧结压力的上限选自30、50、60、70、90Mpa。
可选地，所述烧结压力的下限选自10、30、50、60、70Mpa。
可选地，所述烧结保温保压时间为1～180min。
可选地，所述烧结保温保压时间5～90min。
可选地，所述烧结保温保压时间5～20min。
可选地，所述烧结保温保压时间为10min。
根据本申请的另一个方面，提供一种高强高效碲化铋块体的制备装置，所述制备装置包括：熔融装置、熔融液滴出口、熔融液滴沉积装置，所述熔融液滴出口在熔融液滴沉积装置的上方。
可选地，所述熔融液滴出口处与沉积装置距离为2～150cm。
可选地，所述熔融液滴出口处与沉积装置距离上限选自10、15、20、30、50、80、120、150cm。
可选地，所述熔融液滴出口处与沉积装置距离下限选自2、10、15、20、30、50、80、120cm。
可选地，所述制备装置可以包括双层坩锅，所述熔融装置可以为内层坩锅，所述熔融液滴出口可以为内层坩锅底部所带的小孔，所述熔融液滴沉积装置可以为外层坩锅。
作为一种实施方式，所述制备装置可以为区熔炉，包括双层石英坩埚，其中熔融装置可以为内层坩埚，熔融液滴出口可以为内层坩锅底部所带的小孔，熔融液滴沉积装置可以为外层坩锅。
可选地，外层坩锅同时起到保护的作用，可隔绝空气氛，通过抽真空、充入惰性和/或还原性气体、密封等操作实现熔融和沉积的压力条件。
可选地，所述内层坩埚直径15～40mm。
可选地，所述小孔孔径为0.1～10mm。
可选地，所述小孔孔径上限选自1、2、3、5、7、9、10mm。
可选地，所述小孔孔径下限选自0.5、1、2、3、5、7、9mm。
可选地，所述小孔与外层坩埚底部地距离为2～150cm。
可选地，所述小孔与外层坩埚底部地距离上限选自10、15、20、30、50、80、120、150cm。
可选地，所述小孔与外层坩埚底部地距离下限选自2、10、15、20、30、50、80、120cm。
可选地，所述区熔炉还包括短熔区炉体，所述短熔区炉体包括发热体、保温砖，用于对内层坩埚进行加热及控温。
可选地，所述短熔区为电阻丝加热炉，可在较低能耗下实现碲化铋基合金棒熔化形成熔融液滴。
可选地，所述区熔炉还包括冷却及支撑架，用于支撑外层坩埚，并对其具有降温及控温功能。
可选地，所述区熔炉还具有坩埚夹具，用于将双层石英坩埚固定在短熔区的垂直方向上。
可选地，所述区熔炉具有垂直升降功能。
本申请能产生的有益效果包括：
1)本申请所提供的高强高效碲化铋块体，是一种具有特殊层片状结构，并具有高取向度和晶粒细化双重特征的碲化铋块体，所述碲化铋块体无需切割和/或研磨成粉，可直接用于热压或真空热变形烧结，实现快速制备高热电优值、高强度的碲化铋基热电材料，维氏硬度420～725MPa。
2)本申请所提供的高强高效碲化铋块体的制备方法，所述方法为微熔滴沉积法，在制备过程中，不连续的熔融液滴在重力或者其他外力场作用下，加速下落并撞击沉积装置底部，由液滴状变成层状薄膜，随后由于巨大的温度梯度，快速冷却并逐层沉积形成层片状的特殊结构。同时通过“熔融液滴加速下落、快速降温、定向凝固、层片状堆积”的循环方式实现逐层沉积，较快的降温速率一方面使材料定向凝固同时能抑制碲化铋晶粒的长大，实现晶粒细化，降低材料晶格热导率；另一方面，可阻止材料中易挥发组分的的挥发和非均一成分的分凝现象，获得较高均匀性的块体材料。
3)本申请所提供的高强高效碲化铋基块体热电材料，具有高的电导率(＞800S·cm-1)和赛贝克系数(＞220μV/K)、低的热导率(＜1.1W/mK)，室温附近的功率因子达到37μW·cm-1K-2)，在350K附近最高ZT优值(热电优值)达1.1。
4)本申请所提供的高强高效碲化铋基块体热电材料的制备方法，所述方法无需经过切割和/或研磨成粉工艺，制备时间短、设备及操作工艺简单，可实现快速、低成本制备，适合大规模工业化生产。该方法实现碲化铋基块体热电材料晶粒细化的同时，仍然能够有效提升多晶材料的取向性，调控其热电输运特性，优化其热电性能。
5)本申请所提供的高强高效碲化铋块体的制备装置通过设置有熔融装置、熔融液滴出口、熔融液滴沉积装置并合理设置各部件间的连接关系，优化各项参数，使得采用本申请所提供的装置制备的碲化铋块体具有良好性能，而且，本申请的实施例中采用短温区电阻丝加热，其结构简单且能耗低、炉体升降采用伺服系统精确控制易于操作，设备制造重复性高可实现批量化制备与工业化推广。
附图说明
图1是本申请制备碲化铋块体所用的区熔炉及制备过程的示意图；其中：1、坩埚夹具；2、碲化铋锭；3、保温砖；4、发热体；5、内层坩锅；6、外层坩埚；7、熔融液滴；8、沉积块体；9冷却及支撑架；10、内层坩埚底部所带的小孔。
图2是实施例1制备的碲化铋块体的SEM测试图；其中图2a表示逐层沉积的碲化铋块体截面图；图2b表示单层厚度沉积增晶粒形貌；图2c表示低倍数下沉积层上表面晶粒形貌图；图2d表示高倍数下沉积层上表面晶粒与少量孔洞形貌图；
图3和图4是实施例1和实施例2制备的碲化铋基块体热电材料在不同测试方向热电性能随温度的变化趋势图，表现出明显的择优取向特性。其中图3a表示电导率随温度的变化趋势图；图3b表示泽贝克系数随温度的变化趋势图；图3c表示功率因子随温度的变化趋势图；图3d表示ZT优值(热电优值)随温度的变化趋势图。图4a表示其总热导率随温度的变化，图4b表示其晶格热导率随温度的变化趋势。
图5是实施例1所得的碲化铋基块体热电材料的强度测试结果，可以看出其维氏硬度为420～725MPa。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本申请的实施例中的原料和掺杂剂均通过商业途径购买，均购买于广东先导有限公司。
本申请所述的室温为25℃。
以下结合图1，对本申请一种具体的实施方式进行描述：
熔融沉积过程：
以高纯度Bi、Te、Se或Sb的颗粒为原料，按照一定的化学计量比配料；将按上述比例配制的原料密封到石英坩埚中，再放置在斜体高温管式炉内，斜体管式炉的炉体轴向与水平方向的夹角为15～45°，控制斜体反应炉的加热元件，待温度加热至580～950℃保温充分熔炼原材料，待熔炼结束后冷却至室温；将合成的碲化铋基合金棒装入底部带有小孔的双层玻璃管或石英坩埚，所述小孔孔径为0.1～10mm，所述小孔与外层坩埚底部的距离为2～150cm，内、外层坩埚抽真空至小于10pa或者抽真空至10pa后充入保护气氛至压力＜5KPa，所述保护气氛为氮气与氢气体积比为95：5的氮/氢混合气氛，密封并转移至短熔区区熔炉内，控制区熔炉温度580～950℃，加热碲化铋合金棒的底部熔融，通过内层坩埚底部的小孔，熔融液滴在重力或者其他外力场作用下，在外层坩埚内加速下落并撞击底部变薄，随后由于巨大的温度梯度，以10～300K/S的降温速率快速冷却降至-150～450℃并形成层片状。所述液滴体积为0.001～0.5ml/滴，熔融液滴在外层坩埚底部沉积的温度的控制方式不限，可以是室温，也可以是通过电子控温器或利用物理、化学降温剂等方式实现-150～450℃的温度范围。通过“熔融液滴加速下落(在重力或外场力作用下)、快速降温、定向凝固、层片状堆积”的循环方式实现逐层沉积，制备出具有高取向度和晶粒细化双重特征的大尺寸碲化铋块体材料。最后通过真空热压烧结或者真空热变形烧结工艺，获得高强高效的碲化铋基热电材料。
实施例1
以5N的Bi、Te和Sb的单质为原材料，按化学计量比Bi0.5Sb1.5Te3配料，装入石英坩埚中，石英坩埚直径为20mm，抽真空至小于10pa并用氢氧焰密封石英坩埚。石英坩埚置于斜体管式炉中，斜体管式炉轴向与水平方向夹角为30°。炉内温度控制为750℃，充分熔炼合成后冷却至室温获得碲化铋基多晶棒。将碲化铋基多晶棒重新密封到带小孔的双层石英坩埚中，所述小孔孔径为2mm，所述小孔与外层坩埚底部的距离为80cm，内、外层坩埚抽真空至10pa。将该坩埚固定在附图1的区熔炉上，调节区熔炉加热温度为700℃，使碲化铋基多晶棒底部部分熔化，通过内层坩埚底部的小孔以液滴的形式滴落，不连续的熔融液滴在重力作用下逐滴在外层坩埚内加速下落，撞击外层坩埚底部，由液滴状变成层状薄膜并快速冷却至室温。所述液滴体积为0.05ml/滴，降温速率为150K/s，通过“熔融液滴加速下落(在重力场的作用下)、快速降温(降温速率为150K/s)、定向凝固、层片状堆积”的循环方式，获得具有特殊层片状结构，并具有高取向度和晶粒细化双重特征的大尺寸碲化铋块体材料。
将上述制备的直径为20mm的碲化铋块体材料转移至石墨模具中进行真空热压烧结，模具内径为20mm，控制真空热压炉温度为430℃，压力60MPa，保温保压10min进行烧结，待烧结结束降至室温，即可制备出高强高效的P型碲化铋基热电材料。图2为未热压烧结的碲化铋块体的SEM断面图，可以在图2(a)Y方向观察到逐层沉积的层片状结构，图2(b)显示在层内晶粒呈针状分布的形态，图2(c)和(d)显示在沉积层表面形成了微小的晶粒和少量空洞，其尺度约为1～5μm，呈现出晶粒细化特征。对碲化铋基热电材料在不同测试方向热电性能随温度的变化趋势进行测试，从图3可知，制备得到的碲化铋基热电材料具有多种形貌的结构，其电导率＞800S·cm-1和赛贝克系数(＞220μV·K-1)、室温附近的功率因子达到37μW·cm-1K-2)，在350K附近最高ZT优值(热电优值)达1.1，从图4可知，其热导率＜1.1W/mK。对所得的碲化铋基块体热电材料进行强度测试，结果如图5所示，其维氏硬度为420～725Mpa。
实施例2
以5N的Bi、Te和Se的单质为原材料，按化学计量比Bi2Te2.8Se0.2配料，装入石英坩埚中，石英坩埚直径为20mm，抽真空至小于10pa，并用氢氧焰密封石英坩埚。将料锭在750℃的温度完全熔融，充分熔炼合成后冷却至室温获得碲化铋基多晶棒。将碲化铋基多晶棒重新密封到带小孔的双层石英坩埚中，所述小孔孔径为2mm，所述小孔与外层坩埚底部的距离为80cm，内、外层坩埚抽真空至小于10pa。将该坩埚固定在附图1的区熔炉上，调节区熔炉加热温度为700℃，调节区熔炉与碲化铋基多晶棒的相对位置，使材料熔化，随后通过内层坩埚底部的小孔，以液滴的形式逐滴在重力作用下加速下落并与坩埚底部撞击，变成熔融的碲化铋薄膜后快速冷却，，实现碲化铋块体材料的层片状制备，所述液滴的体积为0.05ml/滴，降温速率为150K/S。待熔融沉积制备结束后，将制备的上述材料转移至石墨模具中进行真空热变形烧结。具体为将直径为20mm的沉积N型材料放入内径为30mm模具中，控制真空热压炉温度为450℃，压力60MPa，保温保压10min，待降至室温，即可制备出高强高效的N型碲化铋基热电材料。对碲化铋基热电材料在不同测试方向热电性能随温度的变化趋势进行测试，如图3所示，其电导率＞850S·cm-1和赛贝克系数(＞220μV·K-1)、室温附近的功率因子达到38μW·cm-1K-2)，在350K附近最高ZT优值(热电优值)1.1，如图4所示，其热导率＜1.1W/mK。
实施例3
与实施例1不同的是，在熔融沉积过程中，外层坩埚底部的金属支撑架采用主动降温，通过外接液氮冷却剂，获得金属支架温度-150℃，当熔融液滴在外层坩埚底部撞击变成成液态薄膜后达到快速冷却的目的，冷却速率为250K/S，超低温的沉积环境可有效抑制熔融液滴在降温过程中晶粒的长大，获得晶粒尺寸更小的定向沉积块体，随后通过真空热压烧结，获得高强度的P型碲化铋基热电材料。
实施例4
与实施例2不同的是，在熔融沉积过程中，外层坩埚底部的金属支撑架采用主动降温，通过外接液氮冷却剂，获得金属支架温度-150℃，当熔融液滴在外层坩埚底部撞击变成成液态薄膜后达到快速冷却的目的，冷却速率为250K/S，超低温的沉积环境可有效抑制熔融液滴在降温过程中晶粒的长大，获得晶粒尺寸更小的定向沉积块体，随后通过真空热变形烧结，获得高强度的N型碲化铋基热电材料。
实施例5
与实施例1不同的是，在已组合好的双层石英坩埚中，需装入预先合成好的P型碲化铋基多晶棒，然后采用不锈钢法兰密封外层坩埚，法兰与真空泵连接抽真空至小于10Pa，充入氮气与氢气体积比为95：5的氮/氢混合气体并保持负压(2KPa)状态，最后将法兰上的真空阀门拧紧密封，通过一定量的还原性气氛实现熔融液滴从产生到下落整个过程中，对其表面氧化物杂质消除。通过熔融沉积和烧结工艺实现高强度高效P型碲化铋基热电材料的制备。
实施例6
与实施例2不同的是，在已组合好的双层石英坩埚中，需装入预先合成好的N型碲化铋基多晶棒，然后采用不锈钢法兰密封外层坩埚，法兰与真空泵连接抽真空至小于10Pa，充入氮气与氢气体积比为95：5的氮/氢混合气体并保持负压(2KPa)状态，最后将法兰上的真空阀门拧紧密封，通过一定量的还原性气氛实现熔融液滴从产生到下落整个过程中，对其表面氧化物杂质消除。通过熔融沉积和烧结工艺实现高强度高效N型碲化铋基热电材料的制备。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种高强高效碲化铋块体，其特征在于，所述碲化铋块体为层片状；所述碲化铋块体为Bi0.5Sb1.5Te3+x的P型层片状碲化铋块体，其中，x取值范围为0～0.05；或为Bi2Te3-ySey的N型层片状碲化铋块体，其中，y取值范围为0～0.3。
2.根据权利要求1所述的碲化铋块体，其特征在于，所述x取值范围为0～0.03；所述y取值范围为0.1～0.3；
优选地，所述碲化铋块体为Bi0.5Sb1.5Te3的P型层片状碲化铋块体；或为Bi2Te2.8Se0.2的N型层片状碲化铋块体。
3.一种如权利要求1～2任意一项所述的高强高效碲化铋块体的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(s1)将按照一定的化学计量比配的Bi、Te、Sb或Se单质熔炼，冷却，获得碲化铋基合金棒；
(s2)碲化铋基合金棒经过熔融，以液滴形式滴落，并逐层沉积，获得所述碲化铋块体。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述熔融温度及沉积温度存在温差；
优选地，所述温差为100～1150℃；
优选地，所述熔融温度为580～950℃；
优选地，所述沉积温度为-150～450℃；
优选地，所述熔融、沉积是在负压的密封条件下进行；
优选地，所述负压为抽真空至小于10pa；
优选地，所述负压为抽真空至小于10Pa后，充入还原性气氛并保持压力＜5KPa；
优选地，所述还原性气氛为一氧化碳或者氮/氢混合气体；
优选地，所述液滴体积为0.001～0.5ml/滴；
优选地，所述滴落为在重力或外场力的作用下滴落；
优选地，所述液滴滴落、快速降温后形成薄片，所述降温速率为10～300K/S。
5.一种如权利要求1～2任意一项所述的高强高效碲化铋块体或根据权利要求3～4任意一项所述的方法制备得到的高强高效碲化铋块体在制备碲化铋基热电材料中的应用。
6.一种高强高效碲化铋基热电材料，其特征在于，所述碲化铋基热电材料由权利要求1～2任意一项所述的碲化铋块体或根据权利要求3～4任意一项所述的方法制备得到的碲化铋块体经过烧结获得。
7.根据权利要求6所述的高强高效碲化铋基热电材料，其特征在于，所述碲化铋基热电材料为Bi0.5Sb1.5Te3+x的P型碲化铋基热电材料，其中x取值范围为0～0.05；或为Bi2Te3-ySey的N型碲化铋基热电材料，其中y取值范围为0～0.3。
8.一种高强高效碲化铋基热电材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将权利要求1～2任意一项所述的碲化铋块体烧结，获得所述碲化铋基热电材料；或根据权利要求3～4任意一项所述的方法制备得到碲化铋块体后，对其进行烧结，获得所述碲化铋基热电材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述烧结为真空热压烧结或者真空热变形烧结；
优选地，所述烧结温度为400～550℃，采用的压力为10～90Mpa。
10.一种如权利要求1～2任意一项所述的高强高效碲化铋块体的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括：熔融装置、熔融液滴出口、熔融液滴沉积装置，所述熔融液滴出口在熔融液滴沉积装置的上方；
优选地，所述熔融液滴出口处与沉积装置距离为2～150cm；
优选地，所述制备装置包括双层坩锅，所述熔融装置为内层坩锅，所述熔融液滴出口为内层坩锅底部所带的小孔，所述熔融液滴沉积装置为外层坩锅。
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