发 明 名 称：一种提高热电模块高温稳定性的阻挡层及其制备方法
专 利 号：ZL202510245529.8
1.技术领域
本发明涉及热电材料技术领域
2.背景技术
热电模块基于塞贝克效应，利用N型和P型热电材料实现热能-电能转换，其结构包含阻挡层、焊料层及铜电极。其中，Ni阻挡层虽能抑制电极扩散，但Ni会扩散至Bi2Te3中生成脆性NiTe相，且Ni和Bi2Te3基材之间的界面表现出欧姆接触，长期服役中产生巨大热应力引发结合界面开裂；此外，纯镍镀层硬度低（约200 HV），耐磨性差，易长期磨损失效，导致模块性能衰退和使用寿命缩短，亟需优化阻挡层材料与结构设计。本发明针对上述不足，提供一种提高热电模块高温稳定性的阻挡层及其制备方法，通过向阻挡层中引入稀土元素，采用化学镀的方法制备复合阻挡层，可大幅度提高阻挡层的稳定性，延长其使用寿命。
3.专利技术优势
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明采用化学镀法制备镍阻挡层。针对传统镍阻挡层在高温服役下稳定性不足等问题，提出在镍基体中引入稀土元素（如Ce、La），利用其高耐蚀性、耐磨性及晶界强化特性，显著提升阻挡层的高温稳定性与服役寿命；并将pH调节为碱性条件，温度控制在70~85 ℃，可促进稀土离子还原并嵌入镀层晶界；此外，通过增加预镀镍钴层、超声波辅助搅拌、微蚀步骤和添加次磷酸钠作为还原剂，以此强化基材与复合层的结合力，防止主镀液（即化学镀液）对基材造成过度腐蚀，从而制备出高温稳定性强的热电模块阻挡层。
4.技术简介
本发明公开了一种提高热电模块高温稳定性的阻挡层及其制备方法，涉及热电材料技术领域，制备方法包括：对基材进行清洗、干燥；微蚀处理，形成表面粗糙度为Ra 0.5~1.2 μm的基材；活化；预镀镍钴层：将活化后的基材放入含镍盐、钴盐、还原剂和络合剂的化学预镀液中，形成厚度为0.5~1.0 μm的镍钴过渡层；化学镀复合层：将预镀后的基材置于含镍盐、钴盐、稀土盐、还原剂和稳定剂的化学镀液中，形成厚度为3~5 μm的镍-钴-稀土元素复合阻挡层；将化学镀后的基材水洗并干燥。本发明对传统的镍阻挡层进行改进，添加稀土元素，并进行化学镀，制备的复合阻挡层在高温服役过程中，保持稳定性，一定程度上可延长使用寿命。
