一種Cu2SnSe3熱電材料的快速制備方法技術

本發明專利技術公開一種Cu2SnSe3熱電材料的快速制備方法，其包括如下步驟：1)將Cu、Sn和Se粉末混合均勻并壓制成反應物坯體，然后置于燃燒容器中；2)將步驟1)所述燃燒容器置于反應設備中，并使燃燒容器高速旋轉；3)轉速在1500-3000轉/分時，點燃反應物。本發明專利技術的方法能夠快速制備氣孔率≤1％的致密Cu2SnSe3塊體材料，純度高，不含有除Cu2SnSe3之外的雜質。本發明專利技術通過燃燒反應加旋轉，直接一步就得到致密塊體，不需要后續燒結。

【技術實現步驟摘要】
一種Cu2SnSe3熱電材料的快速制備方法
本專利技術涉及無機材料制備
，特別涉及一種快速制備Cu2SnSe3熱電材料的方法。
技術介紹
熱電材料可實現熱能和電能之間的相互轉換，在太陽能發電、工業余熱回收利用等領域具有重要的應用前景。現有高性能熱電材料大多含有稀貴或者有毒元素(如Te、Pb)，不利于大規模應用。Cu2SnSe3是一類新型的熱電材料，它既具有較好的熱電性能，同時又不含有稀貴和有毒元素，因此在大規模商業化生產和應用方面具有很大潛力。目前，Cu2SnSe3熱電材料的制備，主要采用熔煉和燒結的方法，需要使用高溫爐長時間加熱，這不僅增加了制備時間和能耗，而且低熔點(221℃)的Se元素在長時間反應過程中會大量揮發，使最終制備的Cu2SnSe3產物因成分偏離化學計量比而性能惡化。因此，開發快速、高效、低能耗的新型制備方法，成為國內外研究者關注的焦點。因此，需要提供一種Cu2SnSe3熱電材料的制備方法，該方法具有快速、高效節能的特點。
技術實現思路
本專利技術要解決的第一個技術問題在于提供一種Cu2SnSe3熱電材料的制備方法，該方法具有快速、高效節能的特點。為解決第一個技術問題，本專利技術采用如下技術方案：一種Cu2SnSe3熱電材料的快速制備方法，其包括如下步驟：1)將將Cu、Sn和Se粉末混合均勻并壓制成反應物坯體，然后置于燃燒容器中；2)將步驟1)所述燃燒容器置于反應設備中，并使燃燒容器高速旋轉；3)轉速在1500-3000轉/分時，點燃反應物。優選地，所述反應物坯體中Cu、Sn和Se原子比Cu:Sn:Se＝2:1:3。優選地，所述Cu粉、Se粉和Sn粉的質量純度均大于等于99.5％。所述燃燒容器為坩堝、陶瓷舟、X，優選為坩堝，更優選地為石墨坩堝。優選地，采用鎢絲點火方式將反應物坯體一端點燃。在高速旋轉時，點燃反應物，反應物即可自行維持燃燒反應，反應持續時間不超過10秒，反應結束后得到氣孔率≤1％的致密Cu2SnSe3塊體材料，其中不含有除Cu2SnSe3之外的其他晶相。本專利技術的有益效果如下：本專利技術的方法能夠快速制備氣孔率≤1％的致密Cu2SnSe3塊體材料，純度高，不含有除Cu2SnSe3之外的雜質。本專利技術通過在高速旋轉時進行燃燒反應，直接一步就得到致密塊體，不需要后續燒結。附圖說明下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步詳細的說明。圖1示出本專利技術實施例1所制備的Cu2SnSe3材料的XRD譜圖。具體實施方式為了更清楚地說明本專利技術，下面結合優選實施例和附圖對本專利技術做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本專利技術的保護范圍。實施例1.將Cu、Sn、Se粉末按照原子比為Cu:Sn:Se＝2:1:3的比例混合均勻并壓制成反應物坯體，將該坯體裝入石墨坩堝并置于離心燃燒反應設備中。啟動設備使石墨坩堝圍繞主軸高速旋轉，當轉速達到1500轉/分時，通過鎢絲點火方式將反應物坯體一端點燃，點燃之后反應物即可自行維持燃燒反應，反應持續時間約8秒，反應結束后得到氣孔率為0.8％的致密Cu2SnSe3塊體材料。圖1是所制備的Cu2SnSe3材料的XRD譜圖，從中可以看出，該材料中不含有除Cu2SnSe3之外的其他晶相。實施例2.將Cu、Sn、Se粉末按照原子比為Cu:Sn:Se＝2:1:3的比例混合均勻并壓制成反應物坯體，將該坯體裝入石墨坩堝并置于離心燃燒反應設備中。啟動設備使石墨坩堝圍繞主軸高速旋轉，當轉速達到3000轉/分時，通過鎢絲點火方式將反應物坯體一端點燃，點燃之后反應物即可自行維持燃燒反應，反應持續時間約5秒，反應結束后得到氣孔率為0.6％的致密Cu2SnSe3塊體材料，其中不含有除Cu2SnSe3之外的其他晶相。實施例3.將Cu、Sn、Se粉末按照原子比為Cu:Sn:Se＝2:1:3的比例混合均勻并壓制成反應物坯體，將該坯體裝入石墨坩堝并置于離心燃燒反應設備中。啟動設備使石墨坩堝圍繞主軸高速旋轉，當轉速達到2700轉/分時，通過鎢絲點火方式將反應物坯體一端點燃，點燃之后反應物即可自行維持燃燒反應，反應持續時間約6秒，反應結束后得到氣孔率為0.5％的致密Cu2SnSe3塊體材料，其中不含有除Cu2SnSe3之外的其他晶相。顯然，本專利技術的上述實施例僅僅是為清楚地說明本專利技術所作的舉例，而并非是對本專利技術的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本專利技術的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本專利技術的保護范圍之列。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種Cu2SnSe3熱電材料的快速制備方法，其特征在于，包括如下步驟：1)將Cu、Sn和Se粉末混合均勻并壓制成反應物坯體，然后置于燃燒容器中；2)將步驟1)所述燃燒容器置于反應設備中，并使燃燒容器高速旋轉；3)轉速在1500?3000轉/分時，點燃反應物。

【技術特征摘要】
1.一種Cu2SnSe3熱電材料的快速制備方法，其特征在于，包括如下步驟：1)將Cu、Sn和Se粉末混合均勻并壓制成反應物坯體，然后置于燃燒容器中；2)將步驟1)所述燃燒容器置于反應設備中，并使燃燒容器高速旋轉；3)轉速在1500-3000轉/分時，點燃反應物。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述反應物坯...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉光華，陳克新，李江濤，
申請(專利權)人：中國科學院理化技術研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11