论文摘要
热电材料能够实现电能和热能之间的直接转换,它具有使用寿命长、稳定性好、环境友好等优点,在很多领域得到了应用,主要用于热电制冷与温差发电。而Bi2Te3系热电材料作为室温附近性能最好的热电材料之一,已经在微电子,光电器件的冷却和恒温、生物芯片、医疗器材及国防特种制冷等多种领域有所应用。但是其热电性能尚不够高,限制了它的应用。如何提高其热电性能成为研究的热点。近年来随着热电相关理论以及纳米技术的不断发展,可以通过寻找新的制备方法与工艺以及低维化解决该问题。等离子活化烧结作为一种新的烧结工艺在热电材料方向的进步让研究人员看到了热电材料性能提升的希望,它是一种制备块体材料的烧结方法,具有升温速度快、烧结时间短、冷却迅速、烧结气氛可控和节能环保等特点,它已经在纳米材料、复合材料等的制备中显示了极大的优越性,是一项有重要使用价值和广泛前景的烧结新技术。本论文主要研究机械合金化（MA）结合等离子活化烧结（PAS）制备Bi2Te3系块体热电材料及性能测试的后续工作, Bi0.4Sb1.6Te3块体材料的热电性能在先前的工作中有突出的表现。本文着重研究MA-PAS参数对Bi0.4Sb1.6Te3块体材料性能的影响,从而确定最佳工艺参数配合。在机械合金化制备粉体时,通过使用不同球磨时间和球料比进行磨粉,对比粉末的合金化程度,确定了球磨的工艺参数为转速400 rpm/min,球磨时间12小时,球料比13:1。在等离子活化烧结时调节工艺参数,对所得块体进行性能测试对比后发现:脉冲电流的大小和时间对材料电阻率和Seebeck系数影响都很大,而保温时间只对材料电阻率有较大影响。对n型Bi2Te2.85Se0.15材料的等离子活化烧结也进行了初步探索,并研究AgI,CuBr2等掺杂对其热电性能影响,虽然电阻率、Seebeck系数和热导率都有很大变化,但热电优值没有明显提升。最后对全文的实验进行了总结,期望能得到更加合理和严格的控制工艺参数,烧结制备出更优异的热电材料,并对下一步新设备的烧结工艺提出了建议。