CN113471355A - p型碲化铋制备方法、装置、系统与计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种p型碲化铋制备方法，包括：根据p型碲化铋的化学式，确定原料配比，并根据原料配比，将原料装入石英管中；对石英管进行洗气操作，并将石英管进行抽真空操作和密封操作；对经过密封操作的石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭，并将铸锭磨成原料细粉，将原料细粉装入石墨模具中进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。本发明还公开了一种p型碲化铋制备装置、系统和计算机可读存储介质。本发明通过将制备p型碲化铋的原料根据原料配比放入真空密封的石英管，并对石英管中的原料进行熔炼操作和放电等离子烧结操作，最终得到p型碲化铋，提高了p型碲化铋的热电性能和机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及热电材料技术领域，尤其涉及p型碲化铋制备方法、装置、系统与计算机可读存储介质。
背景技术
近年来，能源危机以及环境问题日益突出，热电材料作为一种能直接将热能与电能相互转换的清洁能源材料而备受关注。碲化铋包括p型碲化铋和n型碲化铋，目前碲化铋p、n型碲化铋的最佳热电性能通常在室温附近,电热优值在1.0左右，主要应用于固态制冷等领域,热电优值的提升能带来能量转换效率的提升。另一方面，由于碲化铋的结构层间结合力为范德华力，容易解理，导致碲化铋的机械性能较差，在碲化铋生产加工或使用过程中都容易增加额外的成本。因此，提高碲化铋的热电性能以及机械性能十分重要。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种p型碲化铋制备方法、装置、系统与计算机可读存储介质，旨在解决如何提高p型碲化铋的热电性能以及机械性能的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种p型碲化铋制备方法，所述p型碲化铋制备方法包括如下步骤：
根据p型碲化铋的化学式，确定原料配比，并根据所述原料配比，将原料装入石英管中；
对所述石英管进行洗气操作，并将所述石英管进行抽真空操作和密封操作；
对经过所述密封操作的所述石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭，并将所述铸锭磨成原料细粉，将所述原料细粉装入石墨模具中进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。
优选地，p型碲化铋的化学式为(Bi0.5Sb1.5Te3)1-x(MgB2)x，其中0≤x≤0.05，所述根据p型碲化铋的化学计量比，确定原料配比的步骤包括：
根据所述p型碲化铋的化学式，确定所述p型碲化铋的化学计量比，并根据所述化学计量比，分别确定Bi、Sb、Te和MgB2的比例，以确定所述原料配比。
优选地，MgB2以化合物的形式作为所述原料，所述对所述石英管进行洗气操作，并将所述石英管进行抽真空操作和密封操作的步骤包括：
将纯净的氩气通入装有所述原料的石英管中，进行洗气操作，并将进行洗气操作后的石英管进行所述抽真空操作和所述密封操作，以防止空气在后续步骤中与所述原料发生反应。
优选地，对经过所述密封操作的所述石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭的步骤包括：
将高温熔炼炉的温度保持在第一预设温度，并将装有所述原料的石英管垂直放置在所述高温熔炼炉内，对所述原料进行持续第一预设时间的所述熔炼操作；
将所述高温熔炼炉的温度从所述第一预设温度降低到环境温度，以对经过所述熔炼操作的所述原料进行冷却操作，得到所述铸锭。
优选地，将所述铸锭磨成原料细粉的步骤包括：
将所述铸锭置于不锈钢球磨罐中，进行球磨操作，以得到所述原料细粉。
优选地，将所述原料细粉装入石墨模具中进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋的步骤包括：
将所述原料细粉装入所述石墨模具中，并将所述石墨模具放置在放电等离子烧结炉中，在预设真空度、预设压强、第二预设温度和第二预设时间的条件下，对所述电等离子烧结炉中的石墨模具中的原料细粉进行所述放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。
优选地，得到所述p型碲化铋的步骤之后，所述p型碲化铋制备方法还包括：
通过金刚石线切割机对将所述p型碲化铋进行切割，得到不同尺寸的所述p型碲化铋，并对不同尺寸的所述p型碲化铋进行性能测试。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种p型碲化铋制备装置，所述p型碲化铋制备装置包括：
确定模块，用于根据p型碲化铋的化学式，确定原料配比，并根据所述原料配比，将原料装入石英管中；
第一操作模块，用于对所述石英管进行洗气操作，并将所述石英管进行抽真空操作和密封操作；
第二操作模块，用于对经过所述密封操作的所述石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭，并将所述铸锭磨成原料细粉，将所述原料细粉装入石墨模具中进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。
进一步地，所述确定模块还用于：
根据所述p型碲化铋的化学式，确定所述p型碲化铋的化学计量比，并根据所述化学计量比，分别确定Bi、Sb、Te和MgB2的比例，以确定所述原料配比。
进一步地，所述第一操作模块还用于：
将纯净的氩气通入装有所述原料的石英管中，进行洗气操作，并将进行洗气操作后的石英管进行所述抽真空操作和所述密封操作，以防止空气在后续步骤中与所述原料发生反应。
进一步地，所述第二操作模块还用于：
将高温熔炼炉的温度保持在第一预设温度，并将装有所述原料的石英管垂直放置在所述高温熔炼炉内，对所述原料进行持续第一预设时间的所述熔炼操作；
将所述高温熔炼炉的温度从所述第一预设温度降低到环境温度，以对经过所述熔炼操作的所述原料进行冷却操作，得到所述铸锭。
进一步地，所述第二操作模块还用于：
将所述铸锭置于不锈钢球磨罐中，进行球磨操作，以得到所述原料细粉。
进一步地，所述第二操作模块还用于：
将所述原料细粉装入所述石墨模具中，并将所述石墨模具放置在放电等离子烧结炉中，在预设真空度、预设压强、第二预设温度和第二预设时间的条件下，对所述电等离子烧结炉中的石墨模具中的原料细粉进行所述放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。
进一步地，所述第二操作模块还包括测试模块，所述测试模块用于：
通过金刚石线切割机对将所述p型碲化铋进行切割，得到不同尺寸的所述p型碲化铋，并对不同尺寸的所述p型碲化铋进行性能测试。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种p型碲化铋制备系统，所述p型碲化铋制备系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的p型碲化铋制备程序，所述p型碲化铋制备程序被所述处理器执行时实现如上所述的p型碲化铋制备方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有p型碲化铋制备程序，所述p型碲化铋制备程序被处理器执行时实现如上所述的p型碲化铋制备方法的步骤。
本发明提出的p型碲化铋制备方法，根据p型碲化铋的化学式，确定原料配比，并根据原料配比，将原料装入石英管中；对石英管进行洗气操作，并将石英管进行抽真空操作和密封操作；对经过密封操作的石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭，并将铸锭磨成原料细粉，将原料细粉装入石墨模具中进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。本发明通过将制备p型碲化铋的原料配比放入真空密封的石英管，并对石英管中的原料进行熔炼操作和放电等离子烧结操作，最终得到p型碲化铋，提高了p型碲化铋的热电性能和机械性能。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图；
图2为本发明p型碲化铋制备方法第一实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。
本发明实施例设备可以是PC机或服务器设备。
如图1所示，该设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的设备结构并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及p型碲化铋制备程序。
其中，操作系统是管理和控制便携p型碲化铋制备设备与软件资源的程序，支持网络通信模块、用户接口模块、p型碲化铋制备程序以及其他程序或软件的运行；网络通信模块用于管理和控制网络接口1002；用户接口模块用于管理和控制用户接口1003。
在图1所示的p型碲化铋制备设备中，所述p型碲化铋制备设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的p型碲化铋制备程序，并执行下述p型碲化铋制备方法各个实施例中的操作。
基于上述硬件结构，提出本发明p型碲化铋制备方法实施例。
参照图2，图2为本发明p型碲化铋制备方法第一实施例的流程示意图，所述方法包括：
步骤S10，根据p型碲化铋的化学式，确定原料配比，并根据所述原料配比，将原料装入石英管中；
步骤S20，对所述石英管进行洗气操作，并将所述石英管进行抽真空操作和密封操作；
步骤S30，对经过所述密封操作的所述石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭，并将所述铸锭磨成原料细粉，将所述原料细粉装入石墨模具中进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。
本实施例p型碲化铋制备方法运用于p型碲化铋生产机构中的p型碲化铋制备设备中，该p型碲化铋制备设备可以是终端或PC设备，为描述方便，以p型碲化铋制备设备为例进行描述；p型碲化铋制备设备根据p型碲化铋的化学式(Bi0.5Sb1.5Te3)1-x(MgB2)x，其中0≤x≤0.05，确定化学计量比，并分别确定Bi、Sb、Te和MgB2的比例，以确定原料配比，并根据所述原料配比，将原料装入石英管中；对石英管进行洗气操作，并将石英管进行抽真空操作和密封操作；对经过密封操作的石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭，并将铸锭磨成原料细粉，将原料细粉装入石墨模具中进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。需要说明的是，p型碲化铋能通过多种配方和多种制备方法制造，但本发明的p型碲化铋制备方法能提高p型碲化铋的热电性能和机械性能。
本实施例的p型碲化铋制备方法，根据p型碲化铋的化学式，确定原料配比，并根据原料配比，将原料装入石英管中；对石英管进行洗气操作，并将石英管进行抽真空操作和密封操作；对经过密封操作的石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭，并将铸锭磨成原料细粉，将原料细粉装入石墨模具中进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。本发明通过将制备p型碲化铋的原料配比放入真空密封的石英管，并对石英管中的原料进行熔炼操作和放电等离子烧结操作，最终得到p型碲化铋，提高了p型碲化铋的热电性能和机械性能。
以下将对各个步骤进行详细说明：
步骤S10，根据p型碲化铋的化学式，确定原料配比，并根据所述原料配比，将原料装入石英管中；
在本实施例中，p型碲化铋制备设备根据相关操作人员设定的p型碲化铋的化学计量比，确定原料配比，并根据原料配比，将Bi、Sb、Te和MgB2等原料装入石英管中，需要说明的是，原料除了Bi、Sb、Te和MgB2之外，还可能包括催化剂等促进反应进行的物质。
具体地，步骤S10包括：
步骤a，根据所述p型碲化铋的化学式，确定所述p型碲化铋的化学计量比，并根据所述化学计量比，分别确定Bi、Sb、Te和MgB2的比例，以确定所述原料配比。
在该步骤中，相关操作人员根据p型碲化铋的化学式(Bi0.5Sb1.5Te3)1-x(MgB2)x，其中0≤x≤0.05，设定x的值，p型碲化铋制备设备根据相关操作人员根据设定的x的值，确定p型碲化铋的化学计量比，并根据所述化学计量比，分别确定Bi、Sb、Te和MgB2的比例，以确定所述原料配比；如：相关操作人员设定x的值为0.05时，即此时p型碲化铋的化学式(Bi0.5Sb1.5Te3)0.99(MgB2)0.05，p型碲化铋制备设备确定p型碲化铋的化学计量比，分别确定原料配比为：MgB2占比5％、Bi0.5Sb1.5Te3占比95％，其中Bi占比9.5％、Sb占比28.5％、Te占比57％，将对应比例的Bi、Sb、Te和MgB2装入石英管中，以等待下一步操作。需要说明的是，MgB2可以以化合物的形式作为原料，也可以以单质Mg和单质B的形式作为原料，以单质Mg和单质B的形式作为原料，需要根据MgB2的占比分别确定单质Mg和单质B的占比。
步骤S20，对所述石英管进行洗气操作，并将所述石英管进行抽真空操作和密封操作；
在本实施例中，p型碲化铋制备设备利用惰性气体对装有原料的石英管进行洗气操作，目的是为了去除石英管中的空气，并将进行洗气操作后的石英管进行抽真空操作和密封操作，使得石英管中的原料与外界的空气隔离开来。
具体地，步骤S20包括：
步骤b，将纯净的氩气通入装有所述原料的石英管中，进行洗气操作，并将进行洗气操作后的石英管进行所述抽真空操作和所述密封操作，以防止空气在后续步骤中与所述原料发生反应。
在该步骤中，p型碲化铋制备设备将惰性气体高纯度的氩气通入装有原料的石英管中，进行多次的洗气操作，目的为尽可能洗去石英管中的空气，并将进行洗气操作后的石英管进行所述抽真空操作和所述密封操作，以防止空气在后续步骤中与原料发生反应；如：相关人员根据石英管的尺寸，设定对石英管进行两次洗气操作，以及每次洗气操作的时长，p型碲化铋制备设备将纯净的氩气通入石英管中，并根据洗气操作的时长进行两次洗气操作，再将进行洗气操作后的石英管进行抽真空操作和密封操作，以防止空气在后续步骤中与原料发生反应；需要说明的是，纯净的氩气是指不掺杂有其他气体的氩气，氩气具有稳定性，在与石英管中的原料接触后不会发生反应，因此使用氩气进行洗气操作，可选地其他稳定性较强且不会与原料中的物质发生反应稳定惰性气体也可以用于进行洗气操作。
步骤S30，对经过所述密封操作的所述石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭，并将所述铸锭磨成原料细粉，将所述原料细粉装入石墨模具中进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。
在本实施例中，p型碲化铋制备设备将石英管放置在高温熔炼炉中，对经过密封操作的石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭，并将铸锭磨成原料细粉，将原料细粉装入石墨模具中，并将石墨模具放置在放电等离子烧结炉中，对原料细粉进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。
具体地，步骤S30包括：
步骤c，将高温熔炼炉的温度保持在第一预设温度，并将装有所述原料的石英管垂直放置在所述高温熔炼炉内，对所述原料进行持续第一预设时间的所述熔炼操作；
在该步骤中，p型碲化铋制备设备将高温熔炼炉的温度升高并保持在第一预设温度，将装有原料的石英管垂直放置在高温熔炼炉内，对原料进行持续第一预设时间的熔炼操作；如：p型碲化铋制备设备将高温熔炼炉温度升高并保持在950摄氏度，将装有原料的石英管垂直放置在高温熔炼炉内，对原料进行持续第一预设时间的熔炼操作，熔炼操作的时长为16小时，使得原料充分反应，也使得后续生成的p型碲化铋的成分更均匀。
步骤d，将所述高温熔炼炉的温度从所述第一预设温度降低到环境温度，以对经过所述熔炼操作的所述原料进行冷却操作，得到所述铸锭。
在该步骤中，p型碲化铋制备设备完成对原料的熔炼操作后，停止对高温熔炼炉加热，使得高温熔炼炉的温度降低到环境温度，也使得石英管和石英管中的原料的温度降低到环境温度，从而达到冷却效果，以得到铸锭，需要说明的是，一般来说环境温度为25摄氏度的室温。
步骤e，将所述铸锭置于不锈钢球磨罐中，进行球磨操作，以得到所述原料细粉。
在该步骤中，p型碲化铋制备设备得到铸锭后，将铸锭置于不锈钢球磨罐中，进行时长为30分钟的球磨操作，将铸锭磨成原料细粉，以便于后续操作。
步骤f，将所述原料细粉装入所述石墨模具中，并将所述石墨模具放置在放电等离子烧结炉中，在预设真空度、预设压强、第二预设温度和第二预设时间的条件下，对所述电等离子烧结炉中的石墨模具中的原料细粉进行所述放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。
在该步骤中，p型碲化铋制备设备得到原料细粉后，将原料细粉装入石墨模具中，并将石墨模具放置在放电等离子烧结炉中，在预设真空度、预设压强、第二预设温度和第二预设时间的条件下，对电等离子烧结炉中的石墨模具中的原料细粉进行放电等离子烧结操作，以得到p型碲化铋，如：p型碲化铋制备设备将得到的原料细粉装入直径为20mm的石墨模具中，并将装有原料细粉的石墨模具转移到在放电等离子烧结炉中进行烧结操作，具体烧结工艺为在预设真空度为1×10-2Pa和预设压强为60Mpa条件下，放电等离子烧结炉的温度保持在500摄氏度并持续5分钟，最终得到圆片状p型碲化铋。
本实施例的p型碲化铋制备方法，p型碲化铋制备设备根据p型碲化铋的化学式(Bi0.5Sb1.5Te3)1-x(MgB2)x，其中0≤x≤0.05，确定化学计量比，并分别确定Bi、Sb、Te和MgB2的比例，以确定原料配比，并根据所述原料配比，将原料装入石英管中；对石英管进行洗气操作，并将石英管进行抽真空操作和密封操作；对经过密封操作的石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭，并将铸锭磨成原料细粉，将原料细粉装入石墨模具中进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋，提高了p型碲化铋的热电性能和机械性能。
进一步地，基于本发明p型碲化铋制备方法第一实施例，提出本发明p型碲化铋制备方法第二实施例。
p型碲化铋制备方法的第二实施例与p型碲化铋制备方法的第一实施例的区别在于，在步骤S30之后，p型碲化铋制备方法还包括：
步骤g，通过金刚石线切割机对将所述p型碲化铋进行切割，得到不同尺寸的所述p型碲化铋，并对不同尺寸的所述p型碲化铋进行性能测试。
本实施例中p型碲化铋制备设备通过金刚石线切割机对将p型碲化铋进行切割，得到不同尺寸的p型碲化铋，并对不同尺寸的p型碲化铋进行性能测试，如：p型碲化铋制备设备通过金刚石线切割机将p型碲化铋切割成截面为3×3mm的长条形样品，采用热电综合性能测试仪，得到p型碲化铋的电导率及塞贝克系数，以体现p型碲化铋的电性能；通过金刚石线切割机将p型碲化铋切割成10mm×10mm×2mm的长条形，测试出p型碲化铋的热导率，以体现p型碲化铋的热性能；通过维氏硬度仪测试实验样品的硬度以及微机控制电子万能试验机测试实验样品的抗压强度，以得到p型碲化铋的机械性能。
本实施例的p型碲化铋制备设备通过金刚石线切割机对将p型碲化铋进行切割，得到不同尺寸的p型碲化铋，并对不同尺寸的p型碲化铋进行性能测试，以测试p型碲化铋的热电性能和机械性能。
本发明还提供一种p型碲化铋制备装置。本发明p型碲化铋制备装置包括：
确定模块，用于根据p型碲化铋的化学式，确定原料配比，并根据所述原料配比，将原料装入石英管中；
第一操作模块，用于对所述石英管进行洗气操作，并将所述石英管进行抽真空操作和密封操作；
第二操作模块，用于对经过所述密封操作的所述石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭，并将所述铸锭磨成原料细粉，将所述原料细粉装入石墨模具中进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。
进一步地，所述确定模块还用于：
根据所述p型碲化铋的化学式，确定所述p型碲化铋的化学计量比，并根据所述化学计量比，分别确定Bi、Sb、Te和MgB2的比例，以确定所述原料配比。
进一步地，所述第一操作模块还用于：
将纯净的氩气通入装有所述原料的石英管中，进行洗气操作，并将进行洗气操作后的石英管进行所述抽真空操作和所述密封操作，以防止空气在后续步骤中与所述原料发生反应。
进一步地，所述第二操作模块还用于：
将高温熔炼炉的温度保持在第一预设温度，并将装有所述原料的石英管垂直放置在所述高温熔炼炉内，对所述原料进行持续第一预设时间的所述熔炼操作；
将所述高温熔炼炉的温度从所述第一预设温度降低到环境温度，以对经过所述熔炼操作的所述原料进行冷却操作，得到所述铸锭。
进一步地，所述第二操作模块还用于：
将所述铸锭置于不锈钢球磨罐中，进行球磨操作，以得到所述原料细粉。
进一步地，所述第二操作模块还用于：
将所述原料细粉装入所述石墨模具中，并将所述石墨模具放置在放电等离子烧结炉中，在预设真空度、预设压强、第二预设温度和第二预设时间的条件下，对所述电等离子烧结炉中的石墨模具中的原料细粉进行所述放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。
进一步地，所述第二操作模块还包括测试模块，所述测试模块用于：
通过金刚石线切割机对将所述p型碲化铋进行切割，得到不同尺寸的所述p型碲化铋，并对不同尺寸的所述p型碲化铋进行性能测试。
本发明还提供一种计算机可读存储介质。
计算机可读存储介质上存储有p型碲化铋制备程序，所述p型碲化铋制备程序被处理器执行时实现如上所述的p型碲化铋制备方法的步骤。
其中，在所述处理器上运行的p型碲化铋制备程序被执行时所实现的方法可参照本发明p型碲化铋制备方法各个实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书与附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种p型碲化铋制备方法，其特征在于，所述p型碲化铋制备方法包括如下步骤：
根据p型碲化铋的化学式，确定原料配比，并根据所述原料配比，将原料装入石英管中；
对所述石英管进行洗气操作，并将所述石英管进行抽真空操作和密封操作；
对经过所述密封操作的所述石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭，并将所述铸锭磨成原料细粉，将所述原料细粉装入石墨模具中进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。
2.如权利要求1所述的p型碲化铋制备方法，其特征在于，所述p型碲化铋的化学式为(Bi0.5Sb1.5Te3)1-x(MgB2)x，其中0≤x≤0.05，所述根据p型碲化铋的化学式，确定原料配比的步骤包括：
根据所述p型碲化铋的化学式，确定所述p型碲化铋的化学计量比，并根据所述化学计量比，分别确定Bi、Sb、Te和MgB2的比例，以确定所述原料配比。
3.如权利要求1所述的p型碲化铋制备方法，其特征在于，所述MgB2以化合物的形式作为所述原料，所述对所述石英管进行洗气操作，并将所述石英管进行抽真空操作和密封操作的步骤包括：
将纯净的氩气通入装有所述原料的石英管中，进行洗气操作，并将进行洗气操作后的石英管进行所述抽真空操作和所述密封操作，以防止空气在后续步骤中与所述原料发生反应。
4.如权利要求1所述的p型碲化铋制备方法，其特征在于，所述对经过所述密封操作的所述石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭的步骤包括：
将高温熔炼炉的温度保持在第一预设温度，并将装有所述原料的石英管垂直放置在所述高温熔炼炉内，对所述原料进行持续第一预设时间的所述熔炼操作；
将所述高温熔炼炉的温度从所述第一预设温度降低到环境温度，以对经过所述熔炼操作的所述原料进行冷却操作，得到所述铸锭。
5.如权利要求1中所述的p型碲化铋制备方法，其特征在于，所述将所述铸锭磨成原料细粉的步骤包括：
将所述铸锭置于不锈钢球磨罐中，进行球磨操作，以得到所述原料细粉。
6.如权利要求1所述的p型碲化铋制备方法，其特征在于，所述将所述原料细粉装入石墨模具中进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋的步骤包括：
将所述原料细粉装入所述石墨模具中，并将所述石墨模具放置在放电等离子烧结炉中，在预设真空度、预设压强、第二预设温度和第二预设时间的条件下，对所述电等离子烧结炉中的石墨模具中的原料细粉进行所述放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。
7.如权利要求1所述的p型碲化铋制备方法，其特征在于，所述得到所述p型碲化铋的步骤之后，所述p型碲化铋制备方法还包括：
通过金刚石线切割机对将所述p型碲化铋进行切割，得到不同尺寸的所述p型碲化铋，并对不同尺寸的所述p型碲化铋进行性能测试。
8.一种p型碲化铋制备装置，其特征在于，所述p型碲化铋制备装置包括：
确定模块，用于根据p型碲化铋的化学式，确定原料配比，并根据所述原料配比，将原料装入石英管中；
第一操作模块，用于对所述石英管进行洗气操作，并将所述石英管进行抽真空操作和密封操作；
第二操作模块，用于对经过所述密封操作的所述石英管中的原料进行熔炼操作和冷却操作，以得到铸锭，并将所述铸锭磨成原料细粉，将所述原料细粉装入石墨模具中进行放电等离子烧结操作，以得到所述p型碲化铋。
9.一种p型碲化铋制备系统，其特征在于，所述p型碲化铋制备系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的p型碲化铋制备程序，所述p型碲化铋制备程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的p型碲化铋制备方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有p型碲化铋制备程序，所述p型碲化铋制备程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的p型碲化铋制备方法的步骤。
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