高择优取向P型Bi2Te3基材料制备及性能

苏紫珊; 蔡新志; 熊平尚; 童培云; 朱刘

doi:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2023020009

粉末冶金技术 ›› 2025, Vol. 43 ›› Issue (1) : 79 -85. DOI: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2023020009

高择优取向P型Bi₂Te₃基材料制备及性能

苏紫珊, 蔡新志, 熊平尚, 童培云, 朱刘

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摘要

以Bi_0.4Sb_1.6Te₃+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Bi₂Te₃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Bi₂Te₃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Bi₂Te₃基热电材料制备提供了方向。