本發(fā)明涉及熱電復(fù)合功能材料領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯復(fù)合熱電材料的制備方法。

背景技術(shù)：

溫差電材料(Thermoelectric Materials)也稱為熱電材料。溫差電材料主要用于制備熱電制冷器件和熱電發(fā)電器件。溫度梯度場(chǎng)熱電轉(zhuǎn)換原理簡(jiǎn)稱溫差電原理(Thermoe1ectric)，它的發(fā)現(xiàn)可追溯到19世紀(jì)，1822年，ThomasSeebeck發(fā)現(xiàn)溫差電動(dòng)勢(shì)效應(yīng)(溫差電材料發(fā)電原理，即Seebeck原理)；1834年，Jean Peltier發(fā)現(xiàn)電流回路中兩不同材料導(dǎo)體結(jié)界面處的降溫效應(yīng)(溫差電材料制冷原理，即Peltier原理)。20世紀(jì)50年代發(fā)現(xiàn)一些半導(dǎo)體材料是良好的溫差電材料。溫差電器件的工作效率取決于材料的一個(gè)無(wú)量綱參數(shù)：ZT。TE器件要求ZT越大越好，ZT越大效率越高。通常把ZT＞0.5的材料稱為溫差電材料。

2014年發(fā)表在《nature》雜志上的相關(guān)研究指出，SnSe具有超低的熱導(dǎo)率，單晶SnSe具有創(chuàng)紀(jì)錄的高熱電熱值。這使得SnSe作為一個(gè)新的熱電材料體系，開(kāi)始引起研究人員的廣泛重視，其優(yōu)異的性能表明SnSe是一種很有前景的熱電材料。因而，對(duì)SnSe的合成及其性能研究具有非常重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種石墨烯復(fù)合熱電材料的制備方法，該制備方法得到的石墨烯復(fù)合SnSe基熱電材料，大幅提高了SnSe基塊體材料的熱電性能，該方法直接利用SPS燒結(jié)進(jìn)行原位反應(yīng)，制備的材料致密度高、成分均勻、性能優(yōu)異。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種石墨烯復(fù)合熱電材料的制備方法，該方法包括如下步驟：

（1）制備摻雜改性熱電復(fù)合材料粉體

在氬氣氛手套箱中按照化學(xué)式SnSeAl_x的各元素含量配比，其中0.02≤x≤0.03，將粉末混合均勻，保護(hù)氣氛下密封于球磨罐內(nèi)，放置在高能球磨機(jī)上進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為15-18h，球料比為10:1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為500-800r/min，得到SnSeAl_x基體粉末；

在氬氣氛手套箱中將制備的SnSeAl_x粉末分別按照與石墨烯質(zhì)量比y為：50：1≤y≤100：1的配比混合均勻，在高速球磨機(jī)上進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間2-4h，球料比為10：1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為500-800r/min，得到混合均勻的摻雜改性熱電復(fù)合材料粉體；

（2）將摻雜改性熱電復(fù)合材料粉體裝入石墨磨具中壓實(shí)，連同磨具一起在<10Pa的真空條件下進(jìn)行燒結(jié)，升溫速度為25℃/min-50℃/min，燒結(jié)溫度為600-900℃，壓強(qiáng)為75-95MPa，燒結(jié)時(shí)間為10-20h分鐘，原料在燒結(jié)的過(guò)程中進(jìn)行原位反應(yīng)生成目標(biāo)物質(zhì)，同時(shí)加壓又可使其致密化，最終得到致密的塊體石墨烯復(fù)合熱電材料。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

在氬氣氛手套箱中按照化學(xué)式SnSeAl_x的各元素含量配比，其中x=0.02，將粉末混合均勻，保護(hù)氣氛下密封于球磨罐內(nèi)，放置在高能球磨機(jī)上進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為15h，球料比為10:1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為500r/min，得到SnSeAl_x基體粉末。

在氬氣氛手套箱中將制備的SnSeAl_x粉末分別按照與石墨烯質(zhì)量比y為50：1的配比混合均勻，在高速球磨機(jī)上進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間2h，球料比為10：1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為500r/min，得到混合均勻的摻雜改性熱電復(fù)合材料粉體。

將摻雜改性熱電復(fù)合材料粉體裝入石墨磨具中壓實(shí)，連同磨具一起在<10Pa的真空條件下進(jìn)行燒結(jié)，升溫速度為25℃/min，燒結(jié)溫度為600℃，壓強(qiáng)為75MPa，燒結(jié)時(shí)間為10分鐘，原料在燒結(jié)的過(guò)程中進(jìn)行原位反應(yīng)生成目標(biāo)物質(zhì)，同時(shí)加壓又可使其致密化，最終得到致密的石墨烯復(fù)合熱電材料。

實(shí)施例二

在氬氣氛手套箱中按照化學(xué)式SnSeAl_x的各元素含量配比，其中x=0.03，將粉末混合均勻，保護(hù)氣氛下密封于球磨罐內(nèi)，放置在高能球磨機(jī)上進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為18h，球料比為10:1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為800r/min，得到SnSeAl_x基體粉末。

在氬氣氛手套箱中將制備的SnSeAl_x粉末分別按照與石墨烯質(zhì)量比y為100：1的配比混合均勻，在高速球磨機(jī)上進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間4h，球料比為10：1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為800r/min，得到混合均勻的摻雜改性熱電復(fù)合材料粉體。

將摻雜改性熱電復(fù)合材料粉體裝入石墨磨具中壓實(shí)，連同磨具一起在<10Pa的真空條件下進(jìn)行燒結(jié)，升溫速度為50℃/min，燒結(jié)溫度為900℃，壓強(qiáng)為95MPa，燒結(jié)時(shí)間為20分鐘，原料在燒結(jié)的過(guò)程中進(jìn)行原位反應(yīng)生成目標(biāo)物質(zhì)，同時(shí)加壓又可使其致密化，最終得到致密的石墨烯復(fù)合熱電材料。