三碲化二铋（Bi2Te3）的熔炼过程需要严格控制温度和环境以防止氧化和成分偏离。该材料的熔点约为585℃，实际操作中通常采用真空或惰性气体（如氩气）保护的熔炼炉进行加热。需要重点关注温度均匀性和反应容器的选择，特别是石英坩埚或石墨坩埚能够有效避免金属污染。预热阶段建议以5-10℃/min的速率升温至400℃左右，使原料充分混合后再缓慢升至目标温度。
熔炼过程中需注意化学计量比的精确控制，通常按Bi:Te=2:3的原子比例称量高纯度原料（99.99%以上）。当温度超过600℃时，熔体应保持30-60分钟以确保充分反应，同时采用机械搅拌或电磁搅拌来增强组分均匀性。为了防止碲挥发造成的成分偏移，系统压力建议维持在10-3Pa以下或通入0.05-0.1MPa的惰性气体作为保护气氛。
冷却阶段对材料性能影响显著，快速冷却可获得细晶组织但可能引入应力，而缓慢冷却（1-5℃/min）有助于形成完整晶格。对于热电应用场景（ZT值优化），定向凝固技术能有效提升载流子迁移率。熔炼后的锭料需进行XRD（X射线衍射）和EDS（能谱分析）来验证相纯度和化学计量比，典型的成分波动应控制在±0.5at%以内。
工业级生产常采用区域熔炼法（移动加热区速度2-10mm/h）来提纯单晶，而实验室小批量制备可使用真空封管法（石英管真空度10-4Pa）。值得注意的是，Bi2Te3在300℃以上易分解为BiTe和Te蒸汽，因此后期加工温度建议低于280℃。对于p型掺杂（如Sb替代Bi）或n型掺杂（如Se替代Te）的改性材料，还需在熔炼时加入相应比例的掺杂剂（典型掺杂量0.1-3mol%）。
