具体技术细节
[0006] 针对以上技术问题,本发明公开了一种含金属有机聚合物的室温基热电材料及其制备方法,协同优化无机材料电学、热学性能,提高了热电材料的性能。
[0007] 对此,本发明采用的技术方案为:
[0008] 一种含金属有机聚合物的室温基热电材料的制备方法,其包括:
[0009] 将金属有机聚合物、p型碲化铋Bi2‑xSbxTe3进行混合球磨,得到复合材料粉体,0<x≤2;
[0010] 将复合材料粉体在400~500℃下进行热压放电等离子体烧结,得到热电材料;
[0011] 其中,所述金属有机聚合物为金属酞菁或金属酞菁衍生物。
[0012] 采用本发明的技术方案,运用纳米材料复合技术,利用金属有机聚合物优化无机材料热电材料的性能,通过有效的复合材料加工工艺,协同调控了材料载流子浓度和晶格热导率,提高了热电性能。
[0013] 作为本发明的进一步改进,所述p型碲化铋Bi2‑xSbxTe3先经3‑5小时球磨后与金属有机聚合物混合球磨。
[0014] 作为本发明的进一步改进,进行热压放电等离子体烧结时的压力为40‑60MPa。进一步优选50MPa。
[0015] 作为本发明的进一步改进,球磨时间为2到12分钟。
[0016] 作为本发明的进一步改进,放电等离子体烧结温度为450~500℃。进一步优选为450℃。
[0017] 作为本发明的进一步改进,x满足:0.3≤x≤1.5。
[0018] 作为本发明的进一步改进,所述p型碲化铋Bi2‑xSbxTe3为Bi0.5Sb1.5Te3、Bi0.3Sb1.7Te3或Bi1.5Sb0.5Te3。
[0019] 作为本发明的进一步改进,所述金属酞菁中的配位金属为Cu、Pb、Mg、Zn、Co中的至少一种。
[0020] 作为本发明的进一步改进,所述金属有机聚合物为酞菁铜、酞菁铅、酞菁镁、酞菁锌、酞菁钴或铜酞菁铜。
[0021] 作为本发明的进一步改进,所述金属有机聚合物的配位金属为Cu,将金属有机聚合物、p型碲化铋Bi2‑xSbxTe3进行混合球磨时,所述金属有机聚合物所占的质量百分比为1‑5%。
[0022] 作为本发明的进一步改进,所述金属有机聚合物的配位金属为Pb,将金属有机聚合物、p型碲化铋Bi2‑xSbxTe3进行混合球磨时,所述金属有机聚合物所占的质量百分比为0.5‑5%。
[0023] 本发明还公开了一种含金属有机聚合物的室温基热电材料,其采用如上任意一项所述的含金属有机聚合物的室温基热电材料的制备方法制备得到。
[0024] 与现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0025] 本发明的技术方案,提出了一种新的优化无机热电材料的策略,通过金属有机聚合物中代表性的小分子酞菁或其衍生物材料与无机热电材料复合,利用金属有机聚合物材料多孔结构及结构多样性优势,协同优化无机材料电学、热学性能。与现有技术利用复合降低晶格热导率或掺杂提高电性能相比,本发明技术方案采用的金属有机聚合物能够综合利用其材料结构的独特优势,实现对其电性能、热性能的双重优化效果,丰富了优化无机热电材料的手段,为获得高性能热电材料提供新的思路。
法律保护范围
涉及权利要求数量10:其中独权2项,从权-2项
1.一种含金属有机聚合物的室温基热电材料的制备方法,其特征在于:其包括:
将金属有机聚合物、p型碲化铋Bi2‑xSbxTe3进行混合球磨,得到复合材料粉体,0<x≤2;
将复合材料粉体在400 500℃下进行热压放电等离子体烧结,得到热电材料;
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其中,所述金属有机聚合物为金属酞菁或金属酞菁衍生物。
2.根据权利要求1所述的含金属有机聚合物的室温基热电材料的制备方法,其特征在于:所述p型碲化铋Bi2‑xSbxTe3先经3‑5小时球磨后与金属有机聚合物混合球磨。
3.根据权利要求1所述的含金属有机聚合物的室温基热电材料的制备方法,其特征在于:进行热压放电等离子体烧结时的压力为40‑60 MPa。
4.根据权利要求1所述的含金属有机聚合物的室温基热电材料的制备方法,其特征在于:球磨时间为2到12分钟。
5.根据权利要求1所述的含金属有机聚合物的室温基热电材料的制备方法,其特征在于:所述p型碲化铋Bi2‑xSbxTe3为Bi0.5Sb1.5Te3、Bi0.3Sb1.7Te3 或Bi1.5Sb0.5Te3。
6.根据权利要求1 5任意一项所述的含金属有机聚合物的室温基热电材料的制备方~
法,其特征在于:所述金属酞菁中的配位金属为Cu、Pb、Mg、Zn、Co中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的含金属有机聚合物的室温基热电材料的制备方法,其特征在于:所述金属有机聚合物为酞菁铜、酞菁铅、酞菁镁、酞菁锌、酞菁钴或铜酞菁铜。
8.根据权利要求6所述的含金属有机聚合物的室温基热电材料的制备方法,其特征在于:所述金属有机聚合物的配位金属为Cu,将金属有机聚合物、p型碲化铋Bi2‑xSbxTe3进行混合球磨时,所述金属有机聚合物所占的质量百分比为1‑5%。
9.根据权利要求6所述的含金属有机聚合物的室温基热电材料的制备方法,其特征在于:所述金属有机聚合物的配位金属为Pb,将金属有机聚合物、p型碲化铋Bi2‑xSbxTe3进行混合球磨时,所述金属有机聚合物所占的质量百分比为0.5‑5%。
10.一种含金属有机聚合物的室温基热电材料,其特征在于:其采用如权利要求1 9任~
意一项所述的含金属有机聚合物的室温基热电材料的制备方法制备得到。