中新网兰州1月22日电(戴文昌 张玉玺) 近年来，新工艺、新理论不断出现，促进了热电材料的快速发展，出现了众多高性能的新型热电材料。而在所有热电材料中，碲化铋基晶体材料是一种目前在广泛应用的热电材料。
图为人体体温发电演示仪。 戴文昌 摄
热电材料是一种将热能和电能相互转换的功能材料，能量转换无需化学反应或流体介质。在发电和制冷过程中无噪音、无磨损、无泄露、移动方便、使用寿命长、安全可靠。因此在空调制冷、日常穿戴、空间探索、军事、边远地区供电和废热发电等多个领域得到广泛应用。
那么，它是如何相互转换的呢？甘肃金川六族新材料应用科技有限公司总经理韩文林介绍说，在热电器件的两个导线端通以直流电，利用热电材料的珀尔贴效应，在热电器件的一个表面会吸收热量，从而达到变冷的效果。同时，热电器件吸收的热量会从另外一个表面释放出来，起到散热或加热的效果。
甘肃金川六族新材料应用科技有限公司以粗硒、碲化铜及其它稀散金属为原料，通过提纯精馏、熔炼合成等工艺生产热电化合材料，化合材料经制粉改性、热压成型等工艺制备出热电功能材料。热电功能材料再经切片、制粒、合模、组装等十余道工序，最终完成热电器件的生产。
图为生产出的热电器件(半成品)。戴文昌 摄
“有热源的地方也可以实现温差发电。”韩文林说，热电器件的两个表面分别接触两种不同的温度，这个温度差就会在热电器件中产生塞贝克效应，并产生与温度差相对应的电动势，热电材料就成为一种可以把热能直接转换为电能的环保能源材料。
随着热电器件应用项目的不断开发，碲化铋基晶体材料性能高低对热电器件性能会产生决定性影响，要求碲化铋基晶体的无量纲优值系数Z大于1.0，机械强度和材料利用率必须在现有技术指标条件下大幅度提高。
韩文林说，随着物联网的迅速发展，传感器或者自带电源的传感器将是物联网中的一个关键部件。毋庸置疑，碲化铋基热电材料以及用碲化铋基材料制造的热电器件会受到更多的重视，应用范围会更加宽广。
图为工人在筛选碲化铋基晶体材料。戴文昌 摄
碲化铋基晶体材料是由碲、铋、锑、硒按一定的比例，经过称量配料、真空封管、熔炼合成、精磨细粉、真空退火、热压成型，最后制成具有热电性能的碲化铋基热电晶棒。
韩文林表示，随着纳米技术的发展以及各种柔性工艺的开发，碲化铋基热电材料将在人体发电和穿戴式设备的应用方面得到广泛应用，从而把热电行业带领到一个更为宽广的应用领域。(完)