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BISMUTH TELLURIDE THERMOELECTRIC MATERIAL AND PREPARATION METHOD THEREFOR
A method for preparing a bismuth telluride thermoelectric material, which belongs to the technical field of thermoelectric materials. The method comprises the following steps: step 1, weighing out elemental Bi, Te and Se powders as raw materials according to the chemical formula X w/Bi 2Te 2.7-wSe 0.3 of an N-type bismuth telluride material, or weighing out elemental Bi, Sb and Te powders as raw materials according to the chemical formula X w/Bi 0.5-wSb 1.5Te 3 of a P-type bismuth telluride material, wherein X is a doping element, and w is the stoichiometric ratio of the doping element X with a range of 0≤w≤0.1; step 2, uniformly mixing the raw materials, and then placing same into a ball milling tank equipped with a plasma generator for high-energy ball milling; and step 3, transferring the ball-milled powder in the tank body into a sintering mold under an inert gas for sintering, which is carried out twice, and then cooling same to obtain the bismuth telluride thermoelectric material. The method involves the preparation of a high-performance bismuth telluride material by means of combining plasma ball milling and spark plasma sintering technologies for the first time, wherein same has a high speed, a controllable powder composition, and a low energy consumption, and is suitable for mass production.
L'invention concerne un procédé destiné à préparer un matériau thermoélectrique aux tellurures de bismuth, lequel appartient au champ technique des matériaux thermoélectriques. Les étapes du procédé consistent : étape 1, à peser des poudres d'éléments Bi, Te et Se en tant que matières premières selon la formule chimique Xw/Bi2Te2,7−wSe0,3 d'un matériau aux tellurures de bismuth de type n, ou à peser des poudres d'éléments Bi, Sb et Te en tant que matières premières selon la formule chimique Xw/Bi0,5−wSb1,5Te3 d'un matériau aux tellurures de bismuth de type p, tel que X est un élément dopant, et w est le rapport stœchiométrique de l'élément dopant X compris entre 0 ≤ w ≤ 0,1; étape 2, à mélanger uniformément les matières premières, et puis à les placer dans une cuve de broyage à billes équipée d'un générateur de plasma pour le broyage à billes à haute énergie; et étape 3, à transférer la poudre broyée à billes dans le corps de cuve dans un moule de frittage sous un gaz inerte pour le frittage, lequel est mis en œuvre deux fois, et puis à la refroidir pour obtenir le matériau thermoélectrique aux tellurures de bismuth. Le procédé implique la préparation d'un matériau aux tellurures de bismuth à haute performance en combinant les technologies de broyage à billes par plasma et de frittage par plasma flash pour la première fois. Il a une grande vitesse, une composition de poudre contrôlable, et une faible consommation d'énergie., et convient pour la production en masse.
一种碲化铋热电材料的制备方法，属于热电材料技术领域，包括如下步骤：步骤一、按照N型碲化铋材料的化学式X w/Bi 2Te 2.7-wSe 0.3称取Bi、Te和Se单质粉末为原料，或者按照P型碲化铋材料的化学式X w/Bi 0.5-wSb 1.5Te 3称取Bi、Sb和Te单质粉末为原料，X为掺杂元素，w为掺杂元素X的化学计量比，范围为0≤w≤0.1；步骤二、将上述原料混合均匀后置于加装等离子发生器的球磨罐中进行高能球磨；步骤三、将球磨之后的罐体内的粉体在惰性气体下转移至烧结模具中进行烧结，烧结分两次进行，冷却后得到碲化铋热电材料。该方法首次结合等离子球磨和放电等离子烧结技术制备高性能碲化铋材料，具有速度快，粉体成分可控，能耗小、适合大批量生产。
BISMUTH TELLURIDE THERMOELECTRIC MATERIAL AND PREPARATION METHOD THEREFOR
A method for preparing a bismuth telluride thermoelectric material, which belongs to the technical field of thermoelectric materials. The method comprises the following steps: step 1, weighing out elemental Bi, Te and Se powders as raw materials according to the chemical formula X w/Bi 2Te 2.7-wSe 0.3 of an N-type bismuth telluride material, or weighing out elemental Bi, Sb and Te powders as raw materials according to the chemical formula X w/Bi 0.5-wSb 1.5Te 3 of a P-type bismuth telluride material, wherein X is a doping element, and w is the stoichiometric ratio of the doping element X with a range of 0≤w≤0.1; step 2, uniformly mixing the raw materials, and then placing same into a ball milling tank equipped with a plasma generator for high-energy ball milling; and step 3, transferring the ball-milled powder in the tank body into a sintering mold under an inert gas for sintering, which is carried out twice, and then cooling same to obtain the bismuth telluride thermoelectric material. The method involves the preparation of a high-performance bismuth telluride material by means of combining plasma ball milling and spark plasma sintering technologies for the first time, wherein same has a high speed, a controllable powder composition, and a low energy consumption, and is suitable for mass production.
L'invention concerne un procédé destiné à préparer un matériau thermoélectrique aux tellurures de bismuth, lequel appartient au champ technique des matériaux thermoélectriques. Les étapes du procédé consistent : étape 1, à peser des poudres d'éléments Bi, Te et Se en tant que matières premières selon la formule chimique Xw/Bi2Te2,7−wSe0,3 d'un matériau aux tellurures de bismuth de type n, ou à peser des poudres d'éléments Bi, Sb et Te en tant que matières premières selon la formule chimique Xw/Bi0,5−wSb1,5Te3 d'un matériau aux tellurures de bismuth de type p, tel que X est un élément dopant, et w est le rapport stœchiométrique de l'élément dopant X compris entre 0 ≤ w ≤ 0,1; étape 2, à mélanger uniformément les matières premières, et puis à les placer dans une cuve de broyage à billes équipée d'un générateur de plasma pour le broyage à billes à haute énergie; et étape 3, à transférer la poudre broyée à billes dans le corps de cuve dans un moule de frittage sous un gaz inerte pour le frittage, lequel est mis en œuvre deux fois, et puis à la refroidir pour obtenir le matériau thermoélectrique aux tellurures de bismuth. Le procédé implique la préparation d'un matériau aux tellurures de bismuth à haute performance en combinant les technologies de broyage à billes par plasma et de frittage par plasma flash pour la première fois. Il a une grande vitesse, une composition de poudre contrôlable, et une faible consommation d'énergie., et convient pour la production en masse.
一种碲化铋热电材料的制备方法，属于热电材料技术领域，包括如下步骤：步骤一、按照N型碲化铋材料的化学式X w/Bi 2Te 2.7-wSe 0.3称取Bi、Te和Se单质粉末为原料，或者按照P型碲化铋材料的化学式X w/Bi 0.5-wSb 1.5Te 3称取Bi、Sb和Te单质粉末为原料，X为掺杂元素，w为掺杂元素X的化学计量比，范围为0≤w≤0.1；步骤二、将上述原料混合均匀后置于加装等离子发生器的球磨罐中进行高能球磨；步骤三、将球磨之后的罐体内的粉体在惰性气体下转移至烧结模具中进行烧结，烧结分两次进行，冷却后得到碲化铋热电材料。该方法首次结合等离子球磨和放电等离子烧结技术制备高性能碲化铋材料，具有速度快，粉体成分可控，能耗小、适合大批量生产。
BISMUTH TELLURIDE THERMOELECTRIC MATERIAL AND PREPARATION METHOD THEREFOR
MATÉRIAU THERMOÉLECTRIQUE AUX TELLURURES DE BISMUTH ET SON PROCÉDÉ DE PRÉPARATION
一种碲化铋热电材料及其制备方法
LIU RUIHENG (author) / REN LINLIN (author) / ZENG XIAOLIANG (author) / SUN RONG (author)
2022-06-23
Patent
Electronic Resource
Chinese
Preparation method of bismuth telluride-based thermoelectric material
| European Patent Office | 2021
| European Patent Office | 2023
Preparation method of bismuth telluride thermoelectric material containing graphene
| European Patent Office | 2024
| European Patent Office | 2021
Preparation method of N-type bismuth telluride thermoelectric block material
| European Patent Office | 2020