CN117066507A - 一种制备热电材料的脱模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备热电材料的脱模方法，旨在解决热电材料制备脱模过程中易出现损坏现象的不足。该发明包括以下步骤：S1，将完成烧结的热电材料和烧结模具一起转移到脱模座上，烧结模具内安装若干片内衬片，内衬片围成一圈形成烧结腔，热电材料置于烧结腔内；S2，脱模压头向下压动，使内衬片和热电材料一起被压出烧结模具；S3，内衬片和热电材料一起落入脱模座上的脱模腔中，然后将内衬片和热电材料相互分离实现热电材料的完全脱模。采用本专利申请的脱模方法使热电材料制备后脱模方便，热电材料不易与模具烧结在一起，脱模过程中热电材料不易损坏开裂。

Description

一种制备热电材料的脱模方法
技术领域
本发明涉及热电半导体材料领域，更具体地说，它涉及一种制备热电材料的脱模方法。
背景技术
目前，热电材料是一类可直接将热能和电能进行互相转换的材料，在新能源材料中占有十分重要的地位。热电材料常见的制备方法是粉末冶金法，粉末冶金制备热电材料常规的脱模方式为直接对上/下压杆进行加压，将材料从模具内部顶出，此类脱模方法为直接或间接对材料施加压力，使材料和模具发生相对位移完成脱模。其他金属模具采用上述脱模方法时，碲化铋基材料易和模具烧结在一块，结合力较大，倘若直接对材料直接施加压力进行脱模，材料和模具发生相对位移，当受到的剪切力超过材料可承受范围，材料出现损坏裂开，造成晶棒制备效率低，以及后续晶棒利用率低等问题。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提供了一种制备热电材料的脱模方法，热电材料制备后脱模方便，热电材料不易与模具烧结在一起，脱模过程中热电材料不易损坏开裂。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种制备热电材料的脱模方法，包括以下步骤：
S1，将完成烧结的热电材料和烧结模具一起转移到脱模座上，烧结模具内安装若干片内衬片，内衬片围成一圈形成烧结腔，热电材料置于烧结腔内；
S2，脱模压头向下压动，使内衬片和热电材料一起被压出烧结模具；
S3，内衬片和热电材料一起落入脱模座上的脱模腔中，然后将内衬片和热电材料相互分离实现热电材料的完全脱模。
热电材料制备脱模时通过脱模压头对内衬片施加压力，将热电材料和内衬片一起从烧结模具中顶出，使内衬片和热电材料不发生位移，减小热电材料受到的剪切力，完成快速脱模，保证热电材料的完整性。采用本专利申请的脱模方法使热电材料制备后脱模方便，热电材料不易与模具烧结在一起，脱模过程中热电材料不易损坏开裂。
作为优选，S2之前先在烧结模具上端安装脱模定位片，脱模定位片内边缘和烧结模具内边缘对齐。
脱模定位片对烧结模具起到了保护的作用，防止脱模压头在没有对准的情况下压到烧结模具上对烧结模具造成损伤。
作为优选，内衬片内壁上设置脱模润滑层。
脱模润滑层的设置能够防止热电材料与内衬片烧结过程中反应或者粘接，烧结完成后，脱模后方便内衬片和热电材料的分离。
作为优选，脱模腔内径大于烧结模具内径。
这种结构设置保证内衬片和热电材料能够一起脱模到脱模腔内。
作为优选，脱模腔深度大于烧结模具高度。保证内衬片和热电材料能够完全容纳到脱模腔内。
作为优选，脱模压头下部与烧结模具适配，脱模压头下部外径小于烧结模具内径，脱模压头上部设置凸缘，凸缘外径大于烧结模具内径。
凸缘的设置起到了限位的作用，防止脱模压头压入过头。
作为优选，脱模座上设置与烧结模具适配的定位槽，S1时烧结模具下部适配安装在定位槽中。
定位槽的设置使烧结模具能够精准装载到脱模座上，定位精准可靠。
作为优选，脱模腔内安装内缓冲囊和外缓冲囊，外缓冲囊套在内缓冲囊外围，外缓冲囊上端低于内缓冲囊上端；内缓冲囊上端轮廓置于烧结腔所在轮廓范围内。
内缓冲囊对热电材料起到了很好的缓冲作用，外缓冲囊对内衬片起到了缓冲作用，防止脱模过程中热电材料直接掉落到脱模腔端部硬接触而造成损伤。而且内缓冲囊和外缓冲囊有高度差，便于内衬片和热电材料下落后的分离。
作为优选，脱模压头和内衬片一一对应安装若干根下顶杆，脱模压头上和下顶杆对应铰接有连杆，连杆一端和下顶杆活动连接，连杆另一端活动连接上顶杆，上顶杆向下延伸出脱模压头，下顶杆下端回缩在脱模压头内；S2时，首先脱模压头将内衬片和热电材料一起向下推出到脱模腔内，热电材料支撑到内缓冲囊上，脱模压头继续向下压动使上顶杆抵接到烧结模具上，下顶杆向下伸出并抵接到内衬片上将内衬片相对热电材料向下顶出并置于外缓冲囊上。
脱模时，内缓冲囊和外缓冲囊起到了缓冲作用，同时上顶杆被向上顶起，使下顶杆向下顶动内衬片，便于内衬片和热电材料一起脱模后实现分离。
作为优选，脱模压头和上顶杆之间安装定位弹簧。定位弹簧的设置实现了对上顶杆、下顶杆的定位。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用本专利申请的脱模方法使热电材料制备后脱模方便，热电材料不易与模具烧结在一起，脱模过程中热电材料不易损坏开裂。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的实施例1的剖视图；
图3是本发明的内衬片的结构示意图；
图4是本发明的实施例2的剖视图；
图中：1、烧结模具，2、脱模座，3、内衬片，4、烧结腔，5、脱模定位片，6、脱模压头，7、脱模腔，8、凸缘，9、定位槽，10、内缓冲囊，11、外缓冲囊，12、下顶杆，13、连杆，14、上顶杆，15、定位弹簧，16、长槽，17、连接销，18、安装槽，19、上定位套，20、下定位套。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1：一种制备热电材料的脱模方法（参见附图1至附图3），包括以下步骤：
S1，将完成烧结的热电材料和烧结模具1一起转移到脱模座2上，烧结模具内安装若干片内衬片3，内衬片围成一圈形成烧结腔4，热电材料置于烧结腔内；内衬片内壁上设置脱模润滑层；脱模润滑层通过涂抹润滑剂形成，常见润滑剂有石墨纸、润滑油、氮化硼等，或者模具内衬片材质选择润滑性好强度高的石墨代替，防止内衬片和热电材料站烧结过程中反应或者粘接；本实施例中润滑剂选用氮化硼喷涂在内衬片正反两面上；在烧结模具上端安装脱模定位片5，脱模定位片内边缘和烧结模具内边缘对齐；
S2，脱模压头6向下压动，使内衬片和热电材料一起被压出烧结模具；此时从上往下依次为脱模压头、烧结模具、脱模座；
S3，内衬片和热电材料一起落入脱模座上的脱模腔7中，然后将内衬片和热电材料相互分离实现热电材料的完全脱模，得到完整的热电材料块体。
脱模腔内径大于烧结模具内径；脱模腔深度大于烧结模具高度。脱模压头下部与烧结模具适配，脱模压头下部外径小于烧结模具内径，脱模压头上部设置凸缘8，凸缘外径大于烧结模具内径。本实施例中脱模腔内径比烧结模具内径大4mm，脱模腔深度比烧结模具高度高7.5mm，脱模定位片内径不大于热电材料烧结模具内径且比脱模压头外径大1mm。脱模定位片厚度为1mm。脱模压头下部外径比烧结模具内径小3mm。脱模压头下部分高度比烧结模具高度高2mm；脱模压头上部分外径比料烧结模具内径大176mm；脱模压头上部分高度为5mm。
热电材料制备脱模时通过脱模压头对内衬片施加压力，将热电材料和内衬片一起从烧结模具中顶出，使内衬片和热电材料不发生位移，减小热电材料受到的剪切力，完成快速脱模，保证热电材料的完整性。采用本专利申请的脱模方法使热电材料制备后脱模方便，热电材料不易与模具烧结在一起，脱模过程中热电材料不易损坏开裂。
实施例2：一种制备热电材料的脱模方法，其步骤与实施例1相似，主要不同点在于本实施例中内衬片使用强度高的石墨材质，石墨本身作为润滑剂。其它步骤与实施例1相同。石墨材质内衬片在完成脱模后，上表面有明显磨损，表明石墨内衬片模具效果好，但是模具磨损较大。
实施例3：一种制备热电材料的脱模方法，其步骤与实施例1或实施例2相似，主要不同点在于本实施例中脱模座上设置与烧结模具适配的定位槽9，S1时烧结模具下部适配安装在定位槽中。脱模腔内安装内缓冲囊10和外缓冲囊11，内缓冲囊和外缓冲囊均为气囊。外缓冲囊套在内缓冲囊外围，外缓冲囊上端低于内缓冲囊上端；内缓冲囊上端轮廓置于烧结腔所在轮廓范围内。脱模压头和内衬片一一对应安装若干根下顶杆12，脱模压头上和下顶杆对应铰接有连杆13，连杆倾斜设置，连杆一端和下顶杆活动连接，连杆另一端活动连接上顶杆14，上顶杆向下延伸出脱模压头，下顶杆下端回缩在脱模压头内；上顶杆与脱模定位片对应设置，下顶杆与内衬片对应设置；脱模压头和上顶杆之间安装定位弹簧15。连杆两端均设置长槽16，上顶杆和下顶杆上均设置连接销17，两连接销分别活动插装在两长槽中。脱模压头上和连杆对应设有安装槽18，连杆与安装槽侧壁铰接，安装槽侧壁上设置上定位套19、下定位套20，定位弹簧抵接在上定位套和上顶杆之间，连杆一端抵接在下定位套上实现定位。S2时，首先脱模压头将内衬片和热电材料一起向下推出到脱模腔内，热电材料支撑到内缓冲囊上，脱模压头继续向下压动使上顶杆抵接到烧结模具上，下顶杆向下伸出并抵接到内衬片上将内衬片相对热电材料向下顶出并置于外缓冲囊上。其它步骤与实施例1或实施例2相同。
脱模时，内缓冲囊和外缓冲囊起到了缓冲作用，内缓冲囊和外缓冲囊有高度差，便于内衬片和热电材料下落后的分离；同时上顶杆被向上顶起，使下顶杆向下顶动内衬片，便于内衬片和热电材料一起脱模后实现分离。
对比例1：对比例1和实施例1的唯一区别是实施例1使用脱模装置完成脱模，对比例1在模具内衬片和外模套内表面均涂抹润滑剂，使用传统脱模方式，直接对模具压头施加压力作用在热电材料上完成脱模。
在特定工艺参数下进行烧结，烧结完成后对热电材料进行脱模处理，脱模机直接对烧结模具原有压头施加压力作用在热电材料上完成脱模，得到非完整的热电材料块体。
对比例2：对比例2和实施例2的区别是实施例2使用脱模装置完成脱模，对比例2使用传统脱模方式，直接对模具压头施加压力作用在热电材料上完成脱模。
在特定工艺参数下进行烧结，烧结完成后对热电材料进行脱模处理，脱模机对烧结模具原有压头施加压力直接作用在热电材料上完成脱模，得到较为完整的热电材料块体，但表面有瑕疵。值得指出的是，石墨材质内衬片模具在完成脱模后，因石墨强度问题出现了不可逆的损坏，也就是说，在同等条件下，制备的材料不完整，且石墨材质无法耐受此脱模条件。
以上所述的实施例只是本发明较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种制备热电材料的脱模方法，其特征是，包括以下步骤：
S1，将完成烧结的热电材料和烧结模具（1）一起转移到脱模座（2）上，烧结模具（1）内安装若干片内衬片（3），内衬片（3）围成一圈形成烧结腔（4），热电材料置于烧结腔（4）内；
S2，脱模压头（6）向下压动，使内衬片（3）和热电材料一起被压出烧结模具（1）；
S3，内衬片（3）和热电材料一起落入脱模座（2）上的脱模腔（7）中，然后将内衬片（3）和热电材料相互分离实现热电材料的完全脱模。
2.根据权利要求1所述的一种制备热电材料的脱模方法，其特征是，S2之前先在烧结模具（1）上端安装脱模定位片（5），脱模定位片（5）内边缘和烧结模具（1）内边缘对齐。
3.根据权利要求1所述的一种制备热电材料的脱模方法，其特征是，内衬片（3）内壁上设置脱模润滑层。
4.根据权利要求1所述的一种制备热电材料的脱模方法，其特征是，脱模腔内径大于烧结模具（1）内径。
5.根据权利要求1所述的一种制备热电材料的脱模方法，其特征是，脱模腔（7）深度大于烧结模具（1）高度。
6.根据权利要求1所述的一种制备热电材料的脱模方法，其特征是，脱模压头（6）下部与烧结模具（1）适配，脱模压头（6）下部外径小于烧结模具（1）内径，脱模压头（6）上部设置凸缘（8），凸缘（8）外径大于烧结模具（1）内径。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种制备热电材料的脱模方法，其特征是，脱模座（2）上设置与烧结模具（1）适配的定位槽（9），S1时烧结模具（1）下部适配安装在定位槽（9）中。
8.根据权利要求1所述的一种制备热电材料的脱模方法，其特征是，脱模腔（7）内安装内缓冲囊（10）和外缓冲囊（11），外缓冲囊（11）套在内缓冲囊（10）外围，外缓冲囊（11）上端低于内缓冲囊（10）上端；内缓冲囊（10）上端轮廓置于烧结腔（4）所在轮廓范围内。
9.根据权利要求8所述的一种制备热电材料的脱模方法，其特征是，脱模压头（6）和内衬片（3）一一对应安装若干根下顶杆（12），脱模压头（6）上和下顶杆（12）对应铰接有连杆（13），连杆（13）一端和下顶杆（12）活动连接，连杆（13）另一端活动连接上顶杆（14），上顶杆（14）向下延伸出脱模压头（6），下顶杆（12）下端回缩在脱模压头（6）内；S2时，首先脱模压头（6）将内衬片（3）和热电材料一起向下推出到脱模腔（7）内，热电材料支撑到内缓冲囊（10）上，脱模压头（6）继续向下压动使上顶杆（14）抵接到烧结模具（1）上，下顶杆（12）向下伸出并抵接到内衬片（3）上将内衬片（3）相对热电材料向下顶出并置于外缓冲囊（11）上。
10.根据权利要求9所述的一种制备热电材料的脱模方法，其特征是，脱模压头（6）和上顶杆（14）之间安装定位弹簧（15）。
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