烧结体及热电转换材料制造技术

本发明专利技术提供一种烧结体，其含有锰系氧化物作为主成分，相对密度为９０％以上，构成烧结体的粒尺寸的平均值为３μｍ以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及烧结体和热电转换材料。具体而言，涉及含有锰系氧化物的烧结体和 热电转换材料。
技术介绍
含有锰系氧化物的烧结体被利用于磁性材料、燃料电池用固体氧化物、热电转换 材料等各领域。作为锰系氧化物，可举出CaMnO3，在日本特开2003-142742号公报(第2_3页、实 施例)中公开了将其用作热电转换材料，具体公开了以规定组成配合起始原料，进行烧成、 粉碎、成形，然后进行烧结，得到锰系氧化物的烧结体。
技术实现思路
然而，上述得到的烧结体，构成烧结体的粒尺寸大，在施加其加工等的压力时会发 生龟裂，即存在机械强度不充分的问题。本专利技术的目的在于，提供一种与以往的锰系氧化物 的烧结体相比机械强度更优异的烧结体。本专利技术人等经过各种研究之后完成本专利技术的。即，本专利技术提供下述专利技术。<1>. 一种烧结体，其含有锰系氧化物作为主成分，相对密度为90 %以上，构成烧 结体的粒尺寸的平均值为3 μ m以下。<2〉.根据<1>所述的烧结体，其中，锰系氧化物的结晶结构具有钙钛矿型结晶结 构或层状钙钛矿型结晶结构。<3〉.根据<2>所述的烧结体，其中，烧结体还含有无机物(在此，所述无机物是锰 系氧化物以外的无机物)。<4〉.根据<3>所述的烧结体，其中，无机物为选自氧化镍、氧化铜和氧化锌中的1 种以上的氧化物。<5〉.根据<4>所述的烧结体，其中，无机物为氧化铜。<6〉.根据<4>或<5>所述的烧结体，其中，烧结体所含有的相对于锰1摩尔的M的 总摩尔量为0. 0001以上1以下(在此，M表示选自镍、铜和锌中的1种以上的元素)。<7〉.根据<6>所述的烧结体，其中，M为铜，烧结体所含有的相对于锰1摩尔的M 的总摩尔量为0. 001以上0. 05以下。<8〉.根据<1> <7>中的任一项所述的烧结体，在构成烧结体的粒尺寸的累积粒 度分布中，将从10%累积时的微小粒子侧测量的粒尺寸设为Dltl、将从90%累积时的微小粒 子侧测量的粒尺寸设为D90时，D9tZDltl为1. 0以上2. 0以下。<9〉. 一种热电转换材料，其包含<1> <8>中任一项所述的烧结体。<10〉. 一种热电转换元件，其具有<9>所述的热电转换材料。具体实施例方式本专利技术的烧结体含有锰系氧化物作为主成分，相对密度为90%以上，构成烧结 体的粒尺寸的平均值为3μπι以下。锰系氧化物是指含有锰的氧化物，作为锰系氧化物， 可以举出AMnO3(这里的A表示选自Ca、Sr、Ba、La、Y及镧系元素中的1种以上元素。)、 Can+1Mnn03n+1 (这里的 η 是 1 10 的整数。)、CaMn7012、Mn3O4, MnO2 或 CuMnO2 所表示的氧化 物。为了进一步提高作为热电转换材料的热电转换特性，优选锰系氧化物具有钙钛矿型晶 体结构或层状钙钛矿型晶体结构。另外，锰系氧化物优选进一步包含钙的钙锰氧化物。需要 说明的是，在本专利技术中，含有锰系氧化物作为主成分，是指烧结体中的锰系氧化物为50摩 尔％以上。通过烧结体的粉末X线衍射测定、组成分析等，可以对其进行测定。作为具有钙钛矿型晶体结构的锰系氧化物，具体可以举出CaMnO3 (这里Ca及/或 Mn的一部分可以被不同种元素取代。)表示的氧化物，作为取代Ca的一部分的不同种元素， 可以举出选自 Mg、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Bi、 Sn、In及Pb中的1种以上元素，该1种以上元素优选含有选自Mg、Sr及Ba中的1种以上 元素。作为取代Mn的一部分的异种元素，可以举出选自V、Ru、Nb、Mo、W及Ta中的1种以 上元素。如上所述，CaMnO3表示的氧化物的Ca及/或Mn的一部分被异种元素取代时，将本 专利技术的烧结体用作热电转换材料时的热电转换特性有时更高。作为具有层状韩钛矿型晶体结构的锰系氧化物，具体可以举出式(1)表示的氧化物。Can+1Mnn03n+1 (1)(这里的η是1 10的整数，Ca及/或Mn的一部分可以被异种元素取代。)作为取代式(1)中的Ca的一部分的异种元素，可以举出选自Mg、Sr、Ba、SC、Y、La、 Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Bi、Sn、In 及 Pb 中的 1 种以上元素，该 1 种以上元素优选含有选自Mg、Sr及Ba的1种以上元素。作为取代Mn的一部分的异种元 素，可以举出选自V、Ru、Nb、Mo、W及Ta中的1种以上元素。如上所述，式(1)表示的氧化 物的Ca及/或Mn的一部分被异种元素取代时，将本专利技术的烧结体用作热电转换材料时的 热电转换特性有时更高。烧结体通过还含有无机物(在此，无机物不是锰系氧化物。)，可以更加提高本发 明的效果。该无机物可以根据所使用的锰系氧化物来适宜地选择。作为无机物，可以举出 碳化硅、碳化钛、碳化硼等碳化物，氮化硅、氮化硼等氮化物为代表的非氧化物材料、以及氧 化物系材料，优选含有氧化物系材料，更优选是氧化物系材料。作为氧化物系材料，可以举 出复合氧化物、单纯氧化物，为了更加提高本专利技术的效果，优选单纯氧化物。作为单纯氧化 物，可举出氧化钛、氧化钴、氧化镍、氧化铜、氧化锌、氧化锆、氧化铌、氧化钼、氧化铝、氧化 硅、氧化镓、氧化铟、氧化锡。另外，氮氧化物归类于氧化物系材料。烧结体中所含的无机物优选为选自氧化镍、氧化铜和氧化锌中的1种以上的氧化 物，更优选为氧化铜。这些无机物在锰系氧化物具有钙钛矿型结晶结构或层状钙钛矿型结 晶结构时，特别优选。锰系氧化物具有钙钛矿型结晶结构或层状钙钛矿型结晶结构，且烧结体还含有 选自氧化镍、氧化铜和氧化锌中的1种以上的氧化物这样的无机物时，优选烧结体所含有 的相对于锰1摩尔的M(在此，M表示选自镍、铜和锌中的1种以上元素。)的总摩尔量为 0.0001以上1以下。其中，烧结体含有氧化铜时，上述M为铜，烧结体所含的相对于锰1摩尔的M(铜)的总摩尔量优选为0.0001以上0. 25以下，更优选为0.001以上0. 11以下，进 一步优选0.001以上0.05以下。另外，烧结体具有氧化镍时，上述M为镍，烧结体所含的相 对于锰1摩尔的M(镍)的总摩尔量优选为0. 25以上1以下，更优选为0. 33以上0. 66以 下。另外，烧结体具有氧化锌时，上述M为锌，烧结体所含有的相对于锰1摩尔的M(锌)的 总摩尔量优选为0. 25以上1以下，更优选为0. 33以上0. 66以下。烧结体的相对密度为90%以上，优选为95%以上。烧结体的形状为板状、圆柱状、 方柱状等，可以根据不同用途使用适合的形状。另外，相对密度在将烧结体中的锰系氧化物 1摩尔的式量设为α、将锰系氧化物的理论密度设为A(g/cm3)、将无机物1摩尔的式量设为 β、无机物的理论密度设为B(g/cm3)、将烧结体的实测密度设为C(g/cm3)、将烧结体中的无 机物的比例设为χ (mol % )，可以通过下式求得。相对密度(％) = C/ XlOO另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结体，其含有锰系氧化物作为主成分，相对密度为９０％以上，构成烧结体的粒尺寸的平均值为３μｍ以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：贞冈和男，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]