一种制备优良热电性能合金的方法及优良热电性能合金.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CN107354415A(43)申请公布日2017.11.17(21)申请号201710569134.9(22)申请日2017.07.13(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人康慧君王同敏张玉伟陈宗宁李仁庚卢一平接金川张宇博曹志强李廷举(74)专利代理机构大连星海专利事务所有限公司21208代理人裴毓英(51)Int.Cl.C22F1/08(2006.01)C22C9/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种制备优良热电性能合金的方法及优良热电性能合金(57)摘要本发明提供一种制备优良热电性能合金的方法及优良热电性能合金，本发明涉及合金为Cu-Ni合金，其制备包括以下步骤：将原料(Cu、Ni和Mn)升温至1300～1350℃后保温，待降温至1250～1280℃浇注到铸模中；将材料置于氩气保护的箱式热处理炉中，900～950℃下保温；用铣床铣光材料表面氧化膜、夹杂后，在800～850℃下保温后热轧；材料900～950℃下保温后淬火；将材料表面包裹一层铜皮，在液氮中浸泡；进行低温轧制；将低温轧制得到的板材在400～500℃下时效1～2h得到优良热电性能Cu-Ni合金。该方法生产周期短，能实现大规模生产，并获得了热电性能和机械性能优秀的热电材料Cu-Ni合金。CN107354415ACN107354415A权利要求书1/1页1.一种制备优良热电性能合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、熔炼：采用真空中频感应熔炼炉或电弧熔炼，将原料升温至1300～1350℃后保温10-20min，待降温至1250～1280℃浇注到铸模中；步骤二、均匀化处理：将步骤一得到的材料置于氩气保护的箱式热处理炉中，900～950℃下保温4～8小时，随炉冷却至室温；步骤三、热轧：用铣床铣光材料表面氧化膜、夹杂后，在800～850℃下保温1～2小时后热轧，每道次下压1～2mm，轧至25％-35％变形量，每道次轧制后保温7～15min；步骤四、固溶处理：材料在氩气保护的箱式热处理炉中，900～950℃下保温1-2小时，后迅速用冷水淬火；步骤五、低温轧制：用铣床铣光材料表面氧化膜缺陷后，将材料表面包裹一层铜皮，在液氮中浸泡25～40min使材料温度充分达到液氮温度，然后迅速轧制，每道次结束后立即将材料放入液氮中，保温10～15min后开始下一道次；步骤六、时效处理：将低温轧制得到的板材在400～500℃下时效1～2h，制备得到优良热电性能Cu-Ni合金。2.根据权利要求1所述制备优良热电性能合金的方法，其特征在于，所述原料为Cu、Ni和Mn。3.根据权利要求1所述制备优良热电性能合金的方法，其特征在于，在步骤一之前对原料进行预处理，所述预处理包括以下步骤：1)将纯铜用铜氧化皮清洗剂清洗，洗除表面氧化物及杂质；2)将纯镍、纯锰以及清洗过的纯铜用无水乙醇在超声波清洗机内清洗表面，除去杂质；3)将超声清洗后的材料在鼓风干燥箱中80～150℃下烘干1～2h。4.根据权利要求1所述制备优良热电性能合金的方法，其特征在于，步骤一中铸模为经过350℃预热的钢铸模。5.根据权利要求1所述制备优良热电性能合金0的方法，其特征在于，步骤六中将材料厚度加工至20～25mm，表面包裹一层0.1～0.3mm厚的铜皮。6.一种优良热电性能合金，其特征在于，采用权利要求1-5任意一项所述制备优良热电性能合金的方法制备而成。2CN107354415A说明书1/4页一种制备优良热电性能合金的方法及优良热电性能合金技术领域[0001]本发明涉及Cu-Ni合金技术，尤其涉及一种制备优良热电性能合金的方法及优良热电性能合金。背景技术[0002]热电材料是一种利用固体中载流子和声子的输运及其相互作用，实现热能与电能相互转化的功能材料。与传统发电机和制冷机相比，热电材料器件具有无噪声、无污染、无振动、无泄漏、移动灵活等优点，既可应用于航空航天、军事、信息和医疗服务等高技术领域，也有望大规模应用于工业和日常生活中，因此热电材料的相关研究成为近些年科研工作者的研究热点。[0003]衡量热电材料性能的最主要指标是热电优值ZT，ZT值越大，其热电转换效率越高。热电优值的定义为ZT＝α2σT/κ，其中，α为Seebeck系数，σ为电导率，α2σ也可定义为功率因子PF，T为绝对温度，κ为热导率，包括晶格热导率κl和电子热导率κe(κ＝κl+κe)。由于α，σ和κ之间的相互关联，想要通过一种直接方法调节ZT值是无法实现的。根据热电优值的定义，要想获得较高的ZT值，要求具有较大的Seebeck系数α，较高的电导率σ(即较大的功率因子PF)和较低的热导率κ。但是，这些