一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113088910A(43)申请公布日2021.07.09(21)申请号202110352627.3(22)申请日2021.03.31(71)申请人西安石油大学地址710065陕西省西安市电子二路东段18号(72)发明人刘帅谢晓锐韩文静刘迎港(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人王艾华(51)Int.Cl.C23C14/35(2006.01)C23C14/06(2006.01)C23C14/58(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜及其制备方法(57)摘要本发明提出一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜及其制备方法，首先，采用磁控溅射的方法，在聚酰亚胺柔性衬底表面沉积一层碲化铋薄膜。随后，通过管式烧结炉在惰性气体保护的条件下，对碲化铋薄膜进行一定温度下的退火处理，可得到表面孔隙尺寸和密度可控的多孔结构碲化铋柔性复合薄膜。本发明主要利用聚酰亚胺高分子柔性衬底和碲化铋薄膜在热膨胀系数上的差异，通过热处理诱导碲化铋薄膜表面产生多孔结构。CN113088910ACN113088910A权利要求书1/1页1.一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将聚酰亚胺衬底放置于磁控溅射设备中，在聚酰亚胺衬底上沉积碲化铋薄膜，获得过程碲化铋柔性复合薄膜；步骤2，将过程碲化铋柔性复合薄膜退火处理，获得最终的碲化铋柔性复合薄膜。2.根据权利要求1所述的一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，聚酰亚胺衬底的厚度为100μm。3.根据权利要求1所述的一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，磁控溅射的靶材为碲化铋合金，所述碲化铋合金中的Bi和Te的原子比为2:3，靶材规格为φ2inch×5mm。4.根据权利要求1所述的一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，磁控溅射的功率为20‑30W，施加衬底偏压为20V，溅射时间为10‑20分钟。5.根据权利要求1所述的一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，磁控溅射以前，将聚酰亚胺衬底加热至200℃。6.根据权利要求1所述的一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，在磁控溅射以前溅射氩气，气体流量为50sccm，工作气压为1Pa。7.根据权利要求1所述的一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2中，退火处理的装置为单温区管式炉。8.根据权利要求1所述的一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2中，退火处理的氛围为氩气环境。9.根据权利要求1所述的一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2中，退火温度为150℃‑300℃，退火时间为2h。10.一种通过权利要求1‑9任意一项制备方法制得的表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜，其特征在于，所述复合薄膜包括聚酰亚胺衬底和碲化铋薄膜，碲化铋薄膜在聚酰亚胺衬底上，所述碲化铋薄膜的厚度为200‑300nm。2CN113088910A说明书1/6页一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜及其制备方法技术领域[0001]本发明属于薄膜材料表面改性技术领域，涉及一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜及其制备方法。背景技术[0002]热电转换技术主要是通过材料的本征传输特性，实现热能和电能之间的相互转换。该技术具有无污染、无噪音、寿命长和可靠性高等优势，是理想的绿色环保型全固态能源产生方式。相比于块体热电材料，柔性热电薄膜具有较高的热接触面积和能源利用率，且能够适应如工业热源传输管道、发动机余热转化等复杂应用场景。但当前的柔性热电薄膜仍存在转化效率偏低的问题。[0003]热电器件的能量转化效率主要取决于组成材料的无量纲热电优值，ZT＝(α2σ/)·T，其中T为温度，σ、α、分别代表材料的电导率、Seebeck系数和热导率。性能优异的热电材料必须同时具备较高的电导率和较低的热导率。但材料的电/热输运性能一般具有较强的关联性，在通常条件下电导率和热导率同增同减，由此带来热电优值提升的技术挑战。碲化铋是目前中低温区性能最优异的热电材料，同样存在电导率和热导率同增同减的问题。发明内容[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种表面具有多孔结构的碲化铋柔性复合薄膜及其制备方法，以解决现有技术中碲化铋薄膜在提高电导率的同时热导率较高的问题。[0005]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：[0006]一种表面具