Bi₂Te₃基热电材料,在室温附近拥有着最高的热电优值,热电性能最佳,研究最广,应用最为成熟。为了实际应用需求,要将热电材料与电极连接组成热电器件,热电器件的热电转换效率受到热电材料本身以及接头连接质量的共同影响。本课题主要研究了Bi_0.5Sb_1.5Te₃与Cu电极的钎焊工艺及连接机制。本文采用SnBi钎料,实现了Bi_0.5Sb_1.5Te₃与Cu的连接,钎焊接头典型界面结构为Bi_0.5Sb_1.5Te₃/SnTe+SnSb/β-Sn+Bi-Rich/Cu₆Sn₅/Cu₃Sn/Cu。研究了界面组织和接头力学性能随工艺参数的变化规律。随着钎焊温度的提高以及保温时间的延长,接头抗剪强度呈现先上升后下降的趋势。在钎焊温度180℃,保温时间3min时,接头的最大强度为7MPa。接头的断裂位置为Bi_0.5Sb_1.5Te₃侧的SnTe+SnSb反应层。采用电镀法制备Bi_0.5Sb_1.5Te₃表面阻隔层,Ni镀层能起到较好的抑制Sn、Te、Sb元素的扩散作用,探究得到最佳电镀时间为10min,接头的强度可达12MPa,断裂位置为Bi_0.5Sb_1.5Te₃母材侧,此时界面组织为:Bi_0.5Sb_1.5Te₃/NiTe₂/Ni/（Ni,Cu）₃Sn₄/（Cu,Ni）₆Sn₅/β-Sn+Bi-Rich/Cu₆Sn₅/Cu₃Sn/Cu。在钎焊温度170℃,保温时间3min的最佳参数下,接头的最大强度为12MPa。单一Ni镀层在服役模拟过程中,会逐渐被Sn、Te等消耗,引起失效,因此对镀层进行了改进,由蒸镀Ti试验证明Ti不与该钎焊体系中的元素反应,具有良好的阻隔作用。制备了Ni/Ti/Ni复合镀层,与两侧母材实现了良好的结合,并阻碍了Sn、Te、Sb等元素的扩散行为。对三种界面结构接头试样进行了接头电阻测试,Bi_0.5Sb_1.5Te₃/SnBi的接触电阻最高,Bi_0.5Sb_1.5Te₃/Ni/SnBi的接触电阻最低,而在长时间的时效后,由于缓慢的元素扩散及界面反应问题,Bi_0.5Sb_1.5Te₃/Ni/Ti/Ni/SnBi的接触电阻变化幅度最小,而其余两种接头结构的电阻变化较大,说明采用Ni/Ti/Ni复合镀层确实可以起到有效的阻隔作用,并分析了界面演化机制。为了降低接头的接触电阻,制备石墨烯复合钎料,石墨烯良好的导电性降低了接头电阻,结果表明,当石墨烯的含量为0.2%时,界面结合良好,电性能结果表明,接触电阻降低了约11%。