Co-Sb系热电材料制造技术

技术编号:3221102 阅读:172 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及可将热转换成电的CoSb↓[3]系热电材料,该热电材料可同时具有较大的塞贝克系数和较大的电导率,是一种功率因素较大而导热系数并未增大的p型CoSb↓[3]系热电材料。通过放电等离子体烧结法烧结Co↓[0.97]Pt↓[0.03]Sb↓[3]合金粉末,在抑制晶粒生长的同时使所得烧结体致密化,这样,可抑制导热系数而提高电导率,从而提高其作为传热材料的性能指数。而且,通过在烧结体的CoSb↓[3]系化合物晶界中插入氧化物等绝热层,可降低导热系数。此外,在CoSb↓[3]系热电材料中添加稀土类金属,使其在晶界析出,可提高塞贝克系数。(*该技术在2018年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过塞贝克(Seebeck)效应将热直接转换成电的Co-Sb系热电材料及其制造方法。以往,作为应用塞贝克效应和珀尔帖效应的热电材料,Bi2Te3系热电材料为人们所熟知,并在某些用途上达到了实用化。但由于Bi2Te3系热电材料的工作温度范围非常窄,因此只能在室温附近进行使用。与此相比,CoSb3系热电材料具有以下特征呈方钴矿(skutterudite)型晶体结构的CoSb3系金属间化合物的电子或空穴迁移率大。该材料有望成为既具有较高的热电转换效率又可在较宽的工作温度范围内工作的材料。一般而言,热电材料的重要特性是以塞贝克系数S、电导率σ和导热系数κ为参数,用性能指数Z=S2σ/κ进行评价的。要提高性能指数Z,S和σ必须大而κ必须小。关于CoSb3系热电材料的现有技术,日本专利公开公报1996年第186294A号揭示说,在CoSb3中添加Pd、Rh、Ru等可提高S2σ(功率因素),而且还指出,将该材料烧结体高密度化,可提高σ,从而提高S2σ。此外,已知添加Pt也能得到同样的效果。另外,在上述日本专利公开公报1996年第186294A号中,关于CoSb3系热电材料烧结体本文档来自技高网...

【技术保护点】
CoSb↓[3]系热电材料,其特征在于,该热电材料以Co和Sb为主要成分,是用放电等离子体烧结法将CoSb↓[3]系化合物的粉末烧结而成的高密度烧结体。

【技术特征摘要】
JP 1997-4-23 105878/97;JP 1997-11-19 318193/971.CoSb3系热电材料,其特征在于,该热电材料以Co和Sb为主要成分,是用放电等离子体烧结法将CoSb3系化合物的粉末烧结而成的高密度烧结体。2.如权利要求1所述的CoSb3系热电材料,其特征在于,所述烧结体中CoSb3系化合物的结晶粒径在100微米以下。3.如权利要求1或2所述的CoSb3系热电材料,其特征在于,所述烧结体的相对密度在98%以上。4.CoSb3系热电材料,其特征在于,该热电材料以Co和Sb为主要成分,是在CoSb3系化合物的一部分晶界中插入绝热层而成的高密度烧结体。5.如权利要求4所述的CoSb3系热电材料,其特征在于,该热电材料是由CoSb3系化合物粉末烧结而成的烧结体,所述CoSb3系化合物粉末在烧结前其表面经过氧化处理,形成有氧化物膜,所述绝热层是烧结体中在所述化合物的一部分晶界中残存的该氧化物膜。6.如权利要求4所述的热电材料,其特征在于,所述热电材料是表面包覆有陶瓷层的上述CoSb3系化合物粉末烧结而成的烧结体,所述绝热层是该化合物的一部分晶界中残存的陶瓷层。7.如权利要求5或6所述的CoSb3系热电材料,其特征在于,所述热电材料是用放电等离子体烧结法将上述粉末烧结而成的高密度烧结体。8.CoSb3系热电材料,其特征在于,该热电材料以Co和Sb为主要成分,还含稀土类金属Ln,稀土类金属与CoSb3化合物的摩尔之比为0.1-1.7%∶100%。9.如权利要求8所述的CoSb3系热电材料,其特征在于,所述热电材料由含上述CoSb3化合物的第1结晶相和含在该结晶相的晶界析出的稀土类金属的析出粒子组成。10.如权利要求8或9所述的CoSb3系热电材料,其特征在于,上述稀土类金属是作为Ln与Sb的合金LnSb添加的。11.如权利要求8或9所述的CoSb3系热电材料,其特征在于,所述CoSb3化合物是其一部分Co被Fe、Ru、Mn中的任一种过渡金属M取代的、用Co1-xMxSb3表示的化合物,其中,x在0.05以下。12.如权利要求8或9表示的CoSb3系热电材料,其特征在于,所述CoSb3系热电材料是上述化合物的细粉与上述稀土类金属Ln的细粉的混合烧结体。13.如权利要求9所述的CoSb3系热电材料,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:日下部弘树行天久朗瀧川益生
申请(专利权)人:松下电器产业株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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