【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热电材料领域，尤其涉及一种非常规热电材料及其制备方法。
技术介绍
1、热电技术能够直接实现热能和电能的相互转换，在深空探测、余热发电以及全固态制冷等领域具有巨大的应用潜力。1822年，seebeck在金属中首次发现了热电效应。20世纪50年代，ioffe提出以figure-of-merit(zt＝s2σt/κ，其中s为seebeck系数，σ为电导率，t为温度，κ为热导率)为指导，研究重点主要集中在半导体热电材料上。通过调节重掺杂窄带隙半导体(如bi2te3、gete、cosb3、snse、mg3sb2等)中有效电子或空穴的输运性质，特别是对电子态密度的调制，极大地提高了热电性能。
2、此外，在强关联电子系统(如非常规超导体和重费米子)中，也在低温下观察到了热电效应，但其实用价值因性能不佳而受限。例如，bi2sr2cacu2o8+δ超导体在超导转变温度附近，最大热电势仅为5.5μv/k，zt值低至1.5×10-5；lafeaso0.84铁基超导体在125k时，seebeck系数为-86μv/k，zt值为0.061；yb和ce基重费米子系统在低温下热电势约为100μv/k，zt值为0.11。这些强关联系统的电输运性质无法用费米液体框架内的准粒子来描述，研究人员将此类材料定义为非常规热电材料。
3、因此，本专利技术所涉及的非常规热电材料，是指在非费米液体(nfl)传输过程中不存在准粒子，且载流子散射主要由多体电子关联引起的动态自旋和价态涨落所主导的热电材料。目前，在所有非常规热电材料中，随着温度升
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种非常规热电材料及其制备方法，以此来解决现有非常规热电材料随着温度升高难以保持较高热电势的问题。
2、本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
3、本专利技术的第一方面，提供一种非常规热电材料，所述非常规热电材料的化学式为tifexruycuzsb，其中，x、y、z分别为fe、ru、cu在化学式中的分子量，1<x+y+z<2，x、z不为0。
4、优选的，所述非常规热电材料的化学式为tife0.68ru0.01cu0.38sb、tife0.68ru0.02cu0.4sb、tife0.68ru0.03cu0.42sb、tife0.68cu0.36sb、tife0.69cu0.38sb、tife0.7cu0.4sb、tife0.75cu0.5sb中的一种。
5、优选的，所述非常规热电材料的塞贝克系数大于180μv/k，zt值大于1.0。
6、本专利技术的第二方面，提供上述的非常规热电材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
7、称取原材料；
8、对所述原材料依次进行电弧熔炼处理、球磨处理以及放电等离子烧结处理，得到所述非常规热电材料。
9、优选的，对所述原材料进行电弧熔炼处理的步骤，具体为：将称取的原材料放置在水冷铜炉床上，在惰性气体的保护下，设置熔炼电流为50-120ma，熔炼时间为5-40s，完成熔炼，得到合金锭。
10、优选的，在熔炼的过程中，向水冷铜炉床上添加sb原材料，以补偿因高蒸气压导致的重量损失。
11、优选的，在每次熔炼结束后将合金锭翻转并重新熔炼，反复进行2-8次。
12、优选的，所述球磨处理的步骤，具体为：将合金锭在转速为1400-2000r/min，球磨6-120分钟，得到合金粉末。
13、优选的，所述球磨处理在惰性气体保护下进行。
14、优选的，所述放电等离子烧结处理的步骤，具体为：将合金粉末在600-800℃的温度、30-60mpa压力下进行放电等离子烧结2-15分钟。
15、有益效果：
16、本专利技术公开了一种非常规热电材料及其制备方法，本专利技术提供的的非常规热电材料tifexruycuzsb(1<x+y+z<2，x、z不为0)表现出卓越的热电性能，其seebeck系数在一定温度范围内超过180μv/k，figure of merit(zt)在875k时可达1.2，在14k到650k的温度区间内，tifexruycuzsb的电阻率呈现严格的线性温度依赖性，突破了mott-ioffe-regel(mir)极限，表现出非准粒子的坏金属传输特性。这种独特的传输特性和高热电性能得益于tifexruycuzsb内部复杂的电子结构和关联相互作用，包括自旋和价态涨落等，这些特性使得tifexruycuzsb在热电转换过程中能够更高效地将热能转化为电能，提高了能源利用效率。
17、本专利技术的制备方法采用常规的电弧熔炼、机械合金化和放电等离子烧结技术，这些技术成熟可靠，设备要求相对简单，易于操作和控制。与传统的复杂制备工艺相比，本专利技术的制备方法不需要特殊的设备和复杂的操作流程，降低了生产成本，同时提高了生产效率，有利于大规模生产，为非常规热电材料的工业化应用提供了可能。
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1.一种非常规热电材料，其特征在于，所述非常规热电材料的化学式为TiFexRuyCuzSb，其中，x、y、z分别为Fe、Ru、Cu在化学式中的分子量，1<x+y+z<2，x、z不为0。
2.根据权利要求1所述的非常规热电材料，其特征在于，所述非常规热电材料的化学式为TiFe0.68Ru0.01Cu0.38Sb、TiFe0.68Ru0.02Cu0.4Sb、TiFe0.68Ru0.03Cu0.42Sb、TiFe0.68Cu0.36Sb、TiFe0.69Cu0.38Sb、TiFe0.7Cu0.4Sb、TiFe0.75Cu0.5Sb中的一种。
3.根据权利要求1所述的非常规热电材料，其特征在于，所述非常规热电材料的塞贝克系数大于180μV/K，zT值大于1.0。
4.一种权利要求1所述的非常规热电材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的非常规热电材料的制备方法，其特征在于，对所述原材料进行电弧熔炼处理的步骤，具体为：将称取的原材料放置在水冷铜炉床上，在惰性气体的保护下，设置熔炼电流为50-
6.根据权利要求5所述的非常规热电材料的制备方法，其特征在于，在熔炼的过程中，向水冷铜炉床上添加Sb原材料，以补偿因高蒸气压导致的重量损失。
7.根据权利要求4所述的非常规热电材料的制备方法，其特征在于，在每次熔炼结束后将合金锭翻转并重新熔炼，反复进行2-8次。
8.根据权利要求5所述的非常规热电材料的制备方法，其特征在于，所述球磨处理的步骤，具体为：将合金锭在转速为1400-2000r/min，球磨6-120分钟，得到合金粉末。
9.根据权利要求8所述的非常规热电材料的制备方法，其特征在于，所述球磨处理在惰性气体保护下进行。
10.根据权利要求8所述的非常规热电材料的制备方法，其特征在于，所述放电等离子烧结处理的步骤，具体为：将合金粉末在600-800℃的温度、30-60MPa压力下进行放电等离子烧结2-15分钟。
...【技术特征摘要】
1.一种非常规热电材料，其特征在于，所述非常规热电材料的化学式为tifexruycuzsb，其中，x、y、z分别为fe、ru、cu在化学式中的分子量，1<x+y+z<2，x、z不为0。
2.根据权利要求1所述的非常规热电材料，其特征在于，所述非常规热电材料的化学式为tife0.68ru0.01cu0.38sb、tife0.68ru0.02cu0.4sb、tife0.68ru0.03cu0.42sb、tife0.68cu0.36sb、tife0.69cu0.38sb、tife0.7cu0.4sb、tife0.75cu0.5sb中的一种。
3.根据权利要求1所述的非常规热电材料，其特征在于，所述非常规热电材料的塞贝克系数大于180μv/k，zt值大于1.0。
4.一种权利要求1所述的非常规热电材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的非常规热电材料的制备方法，其特征在于，对所述原材料进行电弧熔炼处理的步骤，具体为：...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文清，冯涛，阮毓荣，文冰，刘玮书，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：
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