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激光处理作为分配器打印碲化铋基浆料的烧结工艺

DOI：10.3390/ma12203453 期刊：Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 研究人员探究了激光烧结作为分配器印刷的p型和n型碲化铋基热电浆料材料的热后处理方法。实验采用高功率光纤激光器（600 W，1064 nm）配合扫描系统以实现高速加工，并通过实验设计（DoE）方法确定关键工艺参数。对比管式炉处理的参照样品，不同激光参数处理后的印刷层在方阻、电导率和塞贝克系数方面呈现差异：p型材料获得22 S/cm的电导率（管式炉工艺为15 S/cm），而n型材料激光处理仅达7 S/cm（管式炉为88 S/cm）。塞贝克系数方面，p型和n型材料经激光处理后分别降至40-70 μV/K和-110 μV/K（管式炉工艺对应251 μV/K和-142 μV/K）。虽然DoE尚未得出最优工艺参数组合，但质疑了将比激光能量密度作为单一优化参数的适用性。
作者： Moritz Greifzu，Roman Tkachov，Christoph Leyens，Lukas Stepien，Elena López，Frank Brückner
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究将激光烧结作为分配器打印的p型和n型碲化铋基热电浆料材料的热后处理方法，以实现高加工速度并优化热电性能。

研究成果

对n型和p型碲化铋基材料进行了激光热处理，结果表明此类处理应在惰性气氛下进行。虽未找到两种材料的最佳工艺参数，但证实它们需要不同的处理条件。激光处理与炉内处理的材料性能处于相近范围，鉴于激光加工速度快的优势，该方法被认为具有良好应用前景。

研究不足

该研究尚未提供一套激光烧结的最佳工艺参数。对将区域特定激光能量密度作为单一参数来优化激光烧结工艺的适用性存在质疑。通过激光工艺获得的n型材料的电导率远低于炉烧工艺。

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