CN202045433U - 一种温差发电器件中低温度焊接用夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种温差发电器件中低温度焊接用夹具，包括下板、上板，与下板固定、与上板上下移动配合的支架；支架上有紧固螺母的压力弹簧；下板和上板之间有镀有Ni或Mo-Fe后再镀有铜和铟两层金属过渡层的P、N型温差电单体元件，连接P、N型温差电单体元件的电连接片位于上、下板和两个温差电单体元件的两端面之间。本实用新型采用弹簧压力弹簧，紧固螺母将镀有铜和铟金属层的P型温差电单体元件和N型温差电单体元件与电连接片固定，两种单体元件和电连接片进行中低温度焊接时，该夹具能够保证焊接时P-N温差电元件的热电性能无衰减，温差发电器件因使用前不受较高温度的冲击，使得温差发电器件热端的耐受温度能够达到600℃。
Description
技术领域
本实用新型属于温差电制作技术领域，特别是涉及一种温差发电器件中低温度焊接用夹具。
背景技术
温差发电器件是一种固态半导体器件，由若干对P-N温差电元件组成，可利用温差电材料的塞贝克效应将热能直接转换为电能。使用该种器件研制的温差电池具有结构紧凑、没有运动部件、不会释放有害物质，工作寿命长，可以耐受恶劣环境等优点，具有广泛的应用前景。
目前的中、低温温差发电器件多采用真空焊接方法进行冷、热端P-N温差电元件与电连接片之间的焊接。一般情况下，根据器件的长期工作温度要求，选择一种熔点高于材料使用温度但低于温差电材料软化点的钎接材料，在的真空条件和高于钎料熔点30℃-80℃的温度条件下将温差电元件和电连接片焊接为一体。这种焊接方式当焊接温度大于P-N温差电元件工作温度时，对P-N温差电元件的热电性能造成一定程度的衰减，导致温差发电器件使用前就受到较高温度的冲击，影响了温差发电器件热端的耐受温度。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种温差发电器件中低温度焊接用夹具，该夹具能够保证焊接时P-N温差电元件的热电性能无衰减，温差发电器件因使用前不受较高温度的冲击，使得温差发电器件热端的耐受温度能够达到600℃。
本实用新型碲化铋温差发电器件采用如下技术方案：
一种温差发电器件中低温度焊接用夹具，包括下板、上板，所述下板和上板靠近四角处均制有安装支架的孔；下板的孔与固定支架固定配合、上板的孔与支架上下移动配合，支架上部有螺纹；上板上面的支架均套有压力弹簧；压力弹簧上面的支架上有紧固螺母；下板和上板之间放置高度相同的P型温差电单体元件和N型温差电单体元件，所述两种单体元件两端面上均镀有Mo-Fe合金层后再镀有铜过渡层和铟过渡层；电连接片将P型温差电单体元件和N型温差电单体元件的上端面连为一体。
本实用新型具有的优点和积极效果：
1、本实用新型采用压力弹簧，紧固螺母将镀有铜和铟金属层的P型温差电单体元件和N型温差电单体元件与电连接片固定，两种单体元件和电连接片进行中低温度焊接时，该夹具的紧固保证了焊接时P-N温差电元件的热电性能无衰减，温差发电器件因使用前不受较高温度的冲击，使得温差发电器件热端的耐受温度能够达到600℃。
附图说明
图1是本实用新型温差发电器件中低温度焊接用夹具示意图。
其中，1-下板，2-支架，3-P型温差电单体元件，4-N型温差电单体元件，5-电连接片，6-上板，7-弹簧，8-螺母。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
一种温差发电器件中低温度焊接用夹具，包括下板1、上板6，所述下板和上板靠近四角处均制有安装支架2的孔；下板的孔与固定支架固定配合、上板的孔与支架上下移动配合，支架上部有螺纹；上板上面的支架均套有压力弹簧7；压力弹簧上面的支架上有紧固螺母8；下板和上板之间放置高度相同的P型温差电单体元件3和N型温差电单体元件4，所述两种单体元件两端面上均镀有Ni或Mo-Fe合金层后再镀有铜过渡层和铟过渡层；电连接片5将P型温差电单体元件和N型温差电单体元件的上端面连为一体。
本实用新型的使用过程：参照附图1。
现以一对碲化铋P型温差电单体元件和N型温差电单体元件构成的温差电单偶器件为例，叙述本实用新型的使用过程在温差发电器件中低温度焊接中的使用过程：
(1)首先将一对碲化铋P型温差电单体元件和N型温差电单体元件热端表面依次镀上钼铁合金隔离层、铜过渡层和铟过渡层；电镀时电流的密度为0.1-0.2A/cm2，电镀时间5-15min；
(2)将铜电连接片外表面镀上金属铟层，电镀时电流的密度为0.05-0.1A/cm2，电镀时间为5-10min；
(3)将完成电镀的(1)中P、N型单体元件和(2)中电连接片分别用去离子水冲洗，经过无水乙醇脱水并晾干；
(4)将处理好的碲化铋P型温差电单体元件、碲化铋N型温差电单体元件和电连接片按“π”型摆放在本实用新型焊接用夹具的下板和上板之间，压力弹簧套在上板上面的与下板固定的四个支架上，紧固螺母通过支架上部的螺纹给压力弹簧施加3N-5N的压力，压力弹簧长度压缩量为0.5mm-1mm，碲化铋P型温差电单体元件、N型温差电单体元件和电连接片接触紧密，消除界面空洞，固定于下板和上板之间；
(5)将(4)中安装好碲化铋P型温差电单体元件、N型温差电单体元件和电连接片的夹具放入真空钎焊炉中，炉内真空度达到15Pa以下时，向炉体中充入0.1MPa的氢氩混合气；
(6)打开钎焊炉加热开关，炉内温度达到100℃-130℃，保持20min-40min；再继续将炉温升至160℃-180℃，保持500min-2400min；完成焊接过程；
(7)焊接结束后，关闭加热开关，待炉体冷却至25℃室温时，取出本实用新型焊接用夹具，焊接结束。
本实用新型温差发电器件中低温度焊接用夹具的工作原理为：通过夹具，将镀有三层金属的碲化铋P型温差电单体元件、N型温差电单体元件和电连接片紧固，利用Cu与In能够在较低温度形成高熔点合金的化学原理，实现器件低温焊接高温使用，避免器件在使用前由于高温冲击而产生性能衰减，使温差发电器件热端的耐受温度上限达到600℃。
Claims (1)
1.一种温差发电器件中低温度焊接用夹具，其特征在于：包括下板、上板，所述下板和上板靠近四角处均制有安装支架的孔；下板的孔与固定支架固定配合、上板的孔与支架上下移动配合，支架上部有螺纹；上板上面的支架均套有压力弹簧；压力弹簧上面的支架上有紧固螺母；下板和上板之间放置高度相同的P型温差电单体元件和N型温差电单体元件，所述两种单体元件两端面上均镀有Mo-Fe合金层后再镀有铜过渡层和铟过渡层；电连接片将P型温差电单体元件和N型温差电单体元件的上端面连为一体。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105081508A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-11-25 | 浙江大学 | 应用于热电模组制备过程的定位夹紧装置 |
| CN109537007A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-29 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 具有Ni-Mo合金势垒层的N-PbTe温差电单体及其制备方法 |
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2010
- 2010-12-24 CN CN2010206794810U patent/CN202045433U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN109537007A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-29 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 具有Ni-Mo合金势垒层的N-PbTe温差电单体及其制备方法 |
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