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粉末冶金技术2025年第01期:高择优取向P型Bi_2Te_3基材料制备及性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:苏紫珊;蔡新志;熊平尚;童培云;朱刘;

单位:先导薄膜材料(广东)有限公司;广东先导稀材股份有限公司国家稀散金属工程技术研究中心;

摘要:以Bi_(0.4)Sb_(1.6)Te_3+3%Te(质量分数)熔炼晶棒为原料,利用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼技术制备出取向性非常好的合金铸锭,将合金铸锭锤磨破碎筛分,得到P型Bi_2Te_3基合金粉体,采用真空热压烧结技术制备沿(00l)晶面择优取向的P型Bi_2Te_3基热电材料,研究铸锭、合金粉体和热压烧结块体的微观形貌和择优取向,以及粉体粒径对烧结块体电性能的影响。结果表明,经过急冷破碎筛分后的粉体沿(00l)晶面具有高择优取向。使用100~200目粒度的粉体在500℃、40 MPa烧结条件下制备样品,其功率因子达到44.5μW?cm~(-1)?K~(-2),可切割厚度为0.3 mm的薄片,合格率超过90%。与区熔N型匹配常规127对4 cm×4 cm半导体致冷器,型号为TEC1-12706器件的最大温差可达70℃,为高性能Bi_2Te_3基热电材料制备提供了方向。

关键词:Bi_2Te_3;;择优取向;;磁悬浮熔炼;;水冷铜;;热电材料