應(yīng)用于熱電模組制備過程的定位夾緊裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明涉及定位夾緊裝置，尤其是涉及一種應(yīng)用于熱電模組制備過程的定位夾緊裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]溫差發(fā)電器是能將熱能直接轉(zhuǎn)化成電能的固態(tài)裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、無運動部件、綠色環(huán)保等優(yōu)點，在廢熱回收利用方面有著良好的應(yīng)用前景。熱電模組是溫差發(fā)電器的核心部件，由陶瓷片、導電電極和P、N型熱電臂組成。工作時，熱電模組兩端具有一定的溫度差，熱激發(fā)作用引起P、N型熱電臂內(nèi)部載流子移動，形成電動勢，目前應(yīng)用得較多的熱電材料有Bi2Te3、PbTe, SiGe等；導電電極將多對P、N型熱電臂串聯(lián)或并聯(lián)起來，具有良好的導熱性和導電性，如Cu、Ag、N1、Fe等；陶瓷片將熱電臂和導電電極與熱源和冷卻裝置隔離開來，具有良好的導熱性和絕緣性，如A1203、AIN等。
[0003]熱電模組制備過程主要分為兩個步驟:1、陶瓷片和導電電極之間的連接；2、P、N型熱電臂和導電電極之間的連接。陶瓷片和導電電極之間的連接工藝日趨成熟，目前采用較多的方法是陶瓷表面金屬化法，具體過程為先對陶瓷表面進行金屬化處理，然后采用燒結(jié)或其他方法在陶瓷表面涂鍍一層金屬作為中間層，最后用一般釬料將金屬鍍層和導電電極連接在一起。
[0004]P、N型熱電臂和導電電極之間的連接，目前采用較多的方法是釬焊法。加熱前，將釬料置于P、N型熱電臂和導電電極之間，并施加適當?shù)膲毫?；加熱后，釬料熔化，由于毛細血管作用釬料填滿P、N型熱電臂和導電電極之間的縫隙，并與P、N型熱電臂和導電電極發(fā)生相互溶解和原子擴散，形成固溶體組織；加熱完成后保溫一段時間，然后隨爐冷卻，形成具有良好強度和塑性的釬焊接頭，完成P、N型熱電臂和導電電極之間的連接。
[0005]由于單對P、N型熱電臂發(fā)電量很小，可以將多對P、N型熱電臂串聯(lián)或并聯(lián)，增大熱電模組的輸出電壓或輸出電流。當P、N型熱電臂串聯(lián)或并聯(lián)方式改變時，對應(yīng)更改導電電極在上下陶瓷片的布置位置；當P、N型熱電臂數(shù)量和排布方式改變時，對應(yīng)更改前后、左右定位塊的長度和及其導向槽的數(shù)量。這種應(yīng)用于熱電模組制備過程的定位夾緊裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，具有很強的適應(yīng)性和實用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于熱電模組制備過程的定位夾緊裝置，采用先定位、后夾緊、再撤除定位裝置的方式，可快速實現(xiàn)多對P、N型熱電臂和導電電極之間的定位和夾緊，然后通過釬焊方法實現(xiàn)多對P、N型熱電臂和導電電極之間的連接，完成熱電模組的制備。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明包括夾緊裝置、上夾緊板，一面己釬焊有位置已確定導電電極的上陶瓷片，P型熱電臂，N型熱電臂，一面己釬焊有位置已確定導電電極的下陶瓷片，下夾緊板，前、后定位塊，左、右定位塊，前后定位條和左右定位條。
[0008]前、后定位塊，左、右定位塊分別通過自身凹槽和凸臺相互定位圍成矩形空間，在矩形空間內(nèi)安裝下夾緊板，下陶瓷片定位在下夾緊板凹槽中；順著前、后定位塊方向等距布置有多條導向槽，多條導向槽內(nèi)分別裝有前后定位條，順著左、右定位塊方向等距布置有多條導向槽，多條導向槽內(nèi)分別裝有左右定位條，前后定位條位于左右定位條之下，兩者交叉形成矩形定位槽；下陶瓷片位于前后定位條下面；上陶瓷片定位在上夾緊板下端面凹槽中，在矩形定位槽內(nèi)依次交叉放置P型熱電臂和N型熱電臂，P型熱電臂和N型熱電臂的兩端分別與下陶瓷片的導電電極和上陶瓷片的導電電極相接觸；裝配前上下陶瓷片導電電極表面均勻涂覆釬焊焊料，上夾緊板和下夾緊板之間通過夾緊裝置，實現(xiàn)對上陶瓷片的導電電極、P型熱電臂和N型熱電臂和下陶瓷片的導電電極的夾緊。
[0009]所述前后定位條和左右定位條條數(shù)相同或條數(shù)不相同。
[0010]所述夾緊裝置包括四根螺柱、四根彈簧、四片墊片和四個螺母；四根螺柱分別裝在下夾緊板四角上，四根螺柱穿過上夾緊板后，每根螺柱均套有彈簧和墊片，并用螺母鎖緊。
[0011]本發(fā)明具有的有益效果是:
1.該裝置可快速實現(xiàn)對多對P、N型熱電臂和導電電極之間的定位和夾緊，并將夾緊好的熱電模組整體置入真空釬焊爐中，完成P、N型熱電臂和導電電極之間的連接；
2.該裝置采用夾緊板、螺柱、彈簧、墊片和螺母的夾緊方式，可在較寬溫度范圍內(nèi)有效補償因熱電臂和導電電極不同熱膨脹系數(shù)引起的熱應(yīng)力，穩(wěn)定預(yù)緊力，保證后續(xù)釬焊過程順利進行；
3.該裝置采用先定位、后夾緊、再撤除定位裝置的設(shè)計思想，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，在熱電模組制備過程中具有很強的適應(yīng)性和實用性。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)原理圖。
[0013]圖2是導電電極和下陶瓷片焊接后的俯視圖(以4乘4熱電單元為例)。
[0014]圖3是導電電極和上陶瓷片焊接后的俯視圖(以4乘4熱電單元為例)。
[0015]圖4是熱電臂定位圖。
[0016]圖5是熱電模組定位夾緊正視圖。
[0017]圖6是撤除定位裝置后的熱電模組夾緊正視圖。
[0018]圖中:1.前、后定位塊，2.左、右定位塊，3.下夾緊板，4.下陶瓷片，5.導電電極，6.上陶瓷片，7.P型熱電臂，8.N型熱電臂，9.螺柱，10.螺母，11.墊片，12.彈簧，13.上夾緊板，14.前后定位條，15.左右定位條。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明做進一步說明。
[0020]如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明包括夾緊裝置、上夾緊板13，一面己釬焊有位置已確定導電電極5的上陶瓷片6，P型熱電臂7，N型熱電臂8，一面己釬焊有位置已確定導電電極5的下陶瓷片4，下夾緊板3，前、后定位塊1，左、右定位塊2，前后定位條14和左右定位條15。
[0021]如圖1、圖3、圖4、圖5所示，前、后定位塊1，左、右定位塊2分別通過自身凹槽和凸臺相互定位圍成矩形空