一種溫差發(fā)電器用金屬導(dǎo)體電極的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種溫差發(fā)電器用金屬導(dǎo)體電極，將基體粉末材料和強(qiáng)化顆粒材料分層壓制在一起；所述基體粉末材料為單一的金屬粉末，所述強(qiáng)化顆粒材料為一種或兩種及以上的金屬或非金屬粉末混合物。
【專利說明】一種溫差發(fā)電器用金屬導(dǎo)體電極
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于溫差發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種溫差發(fā)電器用金屬導(dǎo)體電極。
【背景技術(shù)】
[0002]溫差發(fā)電器是利用塞貝克效應(yīng)，在熱端和冷端用金屬導(dǎo)體電極將溫差電元件連接起來，利用溫差，將熱能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種發(fā)電器件。傳統(tǒng)溫差發(fā)電器用的金屬導(dǎo)體電極一般采用單晶體生長工藝來制備，如用單一的Fe、Cu、Ni等金屬材料，其缺點(diǎn)是:焊接電阻大，焊接強(qiáng)度不高，如果溫差發(fā)電器的熱面溫度過高，焊接接頭容易脫落，某些溫差電材料的升華率也急劇增加，極易引起溫差發(fā)電器失效，這也是溫差發(fā)電器的轉(zhuǎn)換效率低，衰減快，壽命短的原因之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有的溫差電材料基礎(chǔ)上采用多晶或定向多晶材料，提出改進(jìn)方案，用粉碎混合燒結(jié)(PIES)法和區(qū)融熔煉法來得到優(yōu)值高的溫差電材料。它具有焊接電阻小，焊接強(qiáng)度高，焊接浸潤性好，壽命長，有較高的塞貝克系數(shù)和電導(dǎo)率等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種溫差發(fā)電器用金屬導(dǎo)體電極，將基體粉末材料和強(qiáng)化顆粒材料分層壓制在一起；所述基體粉末材料為單一的金屬粉末，所述強(qiáng)化顆粒材料為一種或兩種及以上的金屬或非金屬粉末混合物。
[0006]所述基體粉末材料為Fe粉、Cu粉、Ni粉；所述強(qiáng)化顆粒材料為SPbTe粉、石墨粉、鶴粉以及Al粉中一種或所述基體粉末材料與SnTe粉、鶴粉、石墨粉,粉以及Al粉中一種或一種以上的混合物，所述導(dǎo)體電極中基體粉末材料含量為60?80%，所述導(dǎo)體電極中強(qiáng)化顆粒材料含量為20?40%。
[0007]所述強(qiáng)化顆粒性材料PbTe: Cu: Ge: Al重量百分比為10?50 %: 20?30%: 10 ?15%:10 ?50%。
[0008]本發(fā)明具有的有益效果是:強(qiáng)化顆粒添加了 Al，可起到增韌作用，并提高了金屬導(dǎo)體高溫抗氧化能力，而且經(jīng)彌散強(qiáng)化后，銅的強(qiáng)度、硬度得到很大的提高，導(dǎo)電性降低不多。由于采用了基體粉末和過強(qiáng)化顆粒材料分層壓制的方法，組織均勻，晶粒細(xì)小，沒有偏析，熱處理變形小，使用壽命增長。
【具體實(shí)施方式】
[0009]一種溫差發(fā)電器用金屬導(dǎo)體電極，將基體粉末材料和強(qiáng)化顆粒材料分層壓制在一起；所述基體粉末材料為單一的金屬粉末，所述強(qiáng)化顆粒材料為一種或兩種及以上的金屬或非金屬粉末混合物。
[0010]所述基體粉末材料為Fe粉、Cu粉、Ni粉；所述強(qiáng)化顆粒材料為SPbTe粉、石墨粉、鶴粉以及Al粉中一種或所述基體粉末材料與SnTe粉、鶴粉、石墨粉,粉以及Al粉中一種或一種以上的混合物，所述導(dǎo)體電極中基體粉末材料含量為60?80%，所述導(dǎo)體電極中強(qiáng)化顆粒材料含量為20?40%。
[0011]所述強(qiáng)化顆粒性材料PbTe:Cu:Ge:A1重量百分比為10?50%:20?30%: 10?15%: 10 ?50%。
[0012]實(shí)施例
[0013]先將按PbTe:Cu:Ge:A1重量百分比為10?50%:20?30%:10?15%:10?50%稱量好的混合均勻的強(qiáng)化顆粒性材料放入陰模中，輕敲陰模，使得強(qiáng)化顆粒性材料能均勻的平鋪在陰模中，將壓頭放入陰模中，然后再將陰模放在墊板上，給壓頭稍小一點(diǎn)的壓力，壓力為30-50Mpa，保壓5秒，然后將壓頭取出，再將稱量好的基體材料放入陰模中，輕敲陰模，使得基體材料均勻的平鋪在強(qiáng)化顆粒性材料上，再將陰模放在墊板上，給壓頭一定的壓力，壓力為550-750Mpa，保壓30秒，再將陰模從墊板上取下，放在落料框上，再給一定的壓力進(jìn)行脫模，這樣整個(gè)壓制過程結(jié)束。壓制結(jié)束后，要將所壓制的導(dǎo)體電極進(jìn)行多次高溫?zé)Y(jié)，為保證燒結(jié)過程中導(dǎo)體電極不被氧化，整個(gè)燒結(jié)過程要在保護(hù)氣體中進(jìn)行。先將導(dǎo)體電極放入石英管中，抽真空，再?zèng)_入Ar:H2=1:1的混合氣體，這樣來回三次后，升溫至800?1100°C進(jìn)行燒結(jié)，然后保溫并隨爐冷卻。然后再進(jìn)行一次中溫?zé)Y(jié)，以減小高溫?zé)Y(jié)過程中的內(nèi)應(yīng)力,將燒結(jié)后的導(dǎo)體電極放入石墨盒中沖入保護(hù)氣體,升溫至500?800°C進(jìn)行退火，保溫半小時(shí)后隨爐冷。這樣就制得了我們所需的導(dǎo)體電極。
【權(quán)利要求】
1.一種溫差發(fā)電器用金屬導(dǎo)體電極，其特征在于:將基體粉末材料和強(qiáng)化顆粒材料分層壓制在一起；所述基體粉末材料為單一的金屬粉末，所述強(qiáng)化顆粒材料為一種或兩種及以上的金屬或非金屬粉末混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差發(fā)電器用金屬導(dǎo)體電極，其特征在于:所述基體粉末材料為Fe粉、Cu粉、Ni粉；所述強(qiáng)化顆粒材料為SPbTe粉、石墨粉、鎢粉以及Al粉中一種或所述基體粉末材料與SnTe粉、鎢粉、石墨粉，粉以及Al粉中一種或一種以上的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫差發(fā)電器用金屬導(dǎo)體電極，其特征在于:所述電極中基體粉末材料含量為60?80%，所述強(qiáng)化顆粒材料含量為20?40%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫差發(fā)電器用金屬導(dǎo)體電極，其特征在于:所述強(qiáng)化顆粒性材料PbTe:Cu:Ge:A1重量百分比為10?50%:20?30%:10?15%: 10?50%。
【文檔編號】H01L35/02GK103579484SQ201310541098
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】姚蕓 申請人:姚蕓