JP2003034576A - Crystal-orientated ceramic and its production method, plate-shaped powder for producing crystal-orientated ceramic, and thermoelectric transducer - Google Patents

Crystal-orientated ceramic and its production method, plate-shaped powder for producing crystal-orientated ceramic, and thermoelectric transducer

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JP2003034576A
JP2003034576A JP2002121980A JP2002121980A JP2003034576A JP 2003034576 A JP2003034576 A JP 2003034576A JP 2002121980 A JP2002121980 A JP 2002121980A JP 2002121980 A JP2002121980 A JP 2002121980A JP 2003034576 A JP2003034576 A JP 2003034576A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crystal-oriented ceramic which comprises a cobalt-layered oxide showing thermoelectric properties and has high figure of merit, and to provide its production method, a plate-shaped powder for producing the crystal- orientated ceramic, and a thermoelectric transducer using the same. SOLUTION: The crystal-orientated ceramic comprises a cobalt-layered oxide, preferably a polycrystal of a calcium-cobalt layered oxide expressed by a general formula: (Ca1-x Ax )2 CoO3+α}(CoO2+β )y (wherein A is one or more element selected from among alkali metal, alkaline earth metal and Bi; and 0<=x<=0.3, 0.5<=y<=2.0, 0.85<= 3+α+(2+β)y}/(3+2y)<=1.15), and it is characterized in that each crystal grain composing the polycrystal has a degree of 001} plane orientation of 50% or more. These crystal-oriented ceramics can be obtained by molding mixture of layered oxide-producing raw materials such as Co(OH)2 plate- shaped powders and CaCO3 so as to orient the plate-shaped powders, and by heating at a predetermined temperature.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、結晶配向セラミッ
クス及びその製造方法、結晶配向セラミックス製造用板
状粉末、並びに熱電変換素子に関し、さらに詳しくは、
太陽熱発電器、海水温度差熱電発電器、化石燃料熱電発
電器等の各種の熱電発電器、光検出素子、レーザーダイ
オード、電界効果トランジスタ、光電子増倍管、分光光
度計のセル、クロマトグラフィーのカラム等の精密温度
制御装置、恒温装置、冷暖房装置、冷蔵庫、時計用電源
等に用いられる熱電変換素子を構成する熱電変換材料と
して好適な結晶配向セラミックス及びその製造方法、結
晶配向セラミックス製造用板状粉末、並びに、このよう
な結晶配向セラミックスを熱電変換材料として用いた熱
電変換素子に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a crystallographically-oriented ceramic, a method for producing the same, a plate-like powder for producing a crystallographically-oriented ceramic, and a thermoelectric conversion element, and more specifically,
Various thermoelectric generators such as solar thermal power generators, seawater temperature differential thermoelectric power generators, fossil fuel thermoelectric power generators, photodetectors, laser diodes, field effect transistors, photomultiplier tubes, spectrophotometer cells, chromatography columns Crystallographically oriented ceramics suitable as a thermoelectric conversion material constituting a thermoelectric conversion element used in a precision temperature control device such as a thermostatic device, a constant temperature device, a cooling and heating device, a refrigerator, a power source for a watch, etc. And a thermoelectric conversion element using such a crystallographically-oriented ceramic as a thermoelectric conversion material.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱電変換とは、セーベック効果やペルチ
ェ効果を利用して、電気エネルギーを冷却や加熱に、ま
た逆に熱エネルギーを電気エネルギーに直接変換するこ
とをいう。熱電変換は、(1)エネルギー変換の際に余
分な老廃物を排出しない、(2)排熱の有効利用が可能
である、(3)材料が劣化するまで継続的に発電を行う
ことができる、(4)モータやタービンのような可動装
置が不要であり、メンテナンスの必要がない、等の特徴
を有していることから、エネルギーの高効率利用技術と
して注目されている。
2. Description of the Related Art Thermoelectric conversion refers to the direct conversion of electric energy into cooling or heating, or conversely, thermal energy into electric energy, utilizing the Sevek effect or the Peltier effect. Thermoelectric conversion (1) does not discharge excess waste during energy conversion, (2) enables effective use of waste heat, (3) can continuously generate power until the material deteriorates (4) It has attracted attention as a technology for highly efficient use of energy because it has features such as no need for moving devices such as motors and turbines, and no need for maintenance.

【0003】熱を電気に変換できる材料、すなわち、熱
電変換材料の特性を評価する指標としては、一般に、性
能指数Z(=Sσ/κ、但し、S:ゼーベック係数、
σ:電気伝導率、κ:熱伝導率)、又は、性能指数Z
と、その値を示す絶対温度Tの積として表される無次元
性能指数ZTが用いられる。ゼーベック係数は、1Kの
温度変化によって生じる起電力の大きさを表す。熱電変
換材料は、それぞれ固有のゼーベック係数を持ってお
り、ゼーベック係数が正であるもの(p型)と、負であ
るもの(n型)に大別される。
As an index for evaluating the characteristics of a material capable of converting heat into electricity, that is, a thermoelectric conversion material, in general, a figure of merit Z (= S 2 σ / κ, where S: Seebeck coefficient,
σ: electrical conductivity, κ: thermal conductivity), or figure of merit Z
And the dimensionless figure of merit ZT represented as the product of the absolute temperature T indicating that value are used. The Seebeck coefficient represents the magnitude of electromotive force generated by a temperature change of 1K. Thermoelectric conversion materials each have a unique Seebeck coefficient, and are roughly classified into those having a positive Seebeck coefficient (p type) and those having a negative Seebeck coefficient (n type).

【0004】また、熱電変換材料は、通常、p型の熱電
変換材料とn型の熱電変換材料とを接合した状態で使用
される。このような接合対は、一般に、熱電変換素子と
呼ばれている。熱電変換素子の性能指数は、p型熱電変
換材料の性能指数Z、n型熱電変換材料の性能指数Z
、並びに、p型及びn型熱電変換材料の形状に依存
し、また、形状が最適化されている場合には、Z及び
/又はZが大きくなるほど、熱電変換素子の性能指数
が大きくなることが知られている。従って、性能指数の
高い熱電変換素子を得るためには、性能指数Z、Z
の高い熱電変換材料を用いることが重要である。
Further, the thermoelectric conversion material is usually used in a state where a p-type thermoelectric conversion material and an n-type thermoelectric conversion material are joined. Such a junction pair is generally called a thermoelectric conversion element. The performance index of the thermoelectric conversion element is the performance index Z p of the p-type thermoelectric conversion material and the performance index Z of the n-type thermoelectric conversion material.
n and the shape of the p-type and n-type thermoelectric conversion materials, and when the shape is optimized, the larger Z p and / or Z n is, the larger the figure of merit of the thermoelectric conversion element is. Is known to be. Therefore, in order to obtain a thermoelectric conversion element having a high figure of merit, the figure of merit Z p , Z n
It is important to use a high thermoelectric conversion material.

【0005】このような熱電変換材料としては、例え
ば、Bi−Te系、Pb−Te系、Si−Ge系、酸化
物セラミックス系等の種々の材料が知られている。これ
らの中で、Bi−Te系及びPb−Te系の化合物半導
体は、それぞれ、室温近傍及び300〜500℃の中温
域において、優れた熱電特性(ZT〜0.8)を示す。
しかしながら、これらの化合物半導体は、高温域での使
用は困難である。また、材料中には高価な稀少元素(例
えば、Te、Sb、Seなど)や、毒性の強い環境負荷
物質(例えば、Te、Sb、Se、Pbなど)を含むと
いう問題がある。
As such a thermoelectric conversion material, for example, various materials such as Bi-Te series, Pb-Te series, Si-Ge series, and oxide ceramic series are known. Among these, Bi-Te-based and Pb-Te-based compound semiconductors exhibit excellent thermoelectric properties (ZT to 0.8) near room temperature and in the medium temperature range of 300 to 500 ° C, respectively.
However, it is difficult to use these compound semiconductors in a high temperature range. In addition, there is a problem that the material contains expensive rare elements (eg, Te, Sb, Se, etc.) and highly toxic environmental load substances (eg, Te, Sb, Se, Pb, etc.).

【0006】一方、Si−Ge系の化合物半導体は、1
000℃付近の高温域において優れた熱電特性(ZT〜
1.0)を示し、また、材料中に環境負荷物質を含まな
いという特徴がある。しかしながら、Si−Ge系の化
合物半導体は、高温大気中において長時間使用するため
には、材料表面を保護する必要があり、熱的耐久性が低
いという問題がある。
On the other hand, the Si-Ge-based compound semiconductor is 1
Excellent thermoelectric properties (ZT-
1.0) and that the material does not contain environmentally hazardous substances. However, the Si-Ge-based compound semiconductor has a problem that it is necessary to protect the material surface in order to use it in a high temperature atmosphere for a long time, and the thermal durability is low.

【0007】これに対し、酸化物セラミックス系の熱電
変換材料は、材料中に稀少元素や環境負荷物質を必ずし
も含まない。また、高温大気中において長時間使用して
も熱電特性の劣化が少なく、熱的耐久性に優れるという
特徴がある。そのため、酸化物セラミックス系の熱電変
換材料は、化合物半導体に代わる材料として注目されて
おり、熱電特性の高い新材料やその製造方法について、
従来から種々の提案がなされている。
On the other hand, oxide ceramics thermoelectric conversion materials do not necessarily contain rare elements or environmentally hazardous substances. In addition, the thermoelectric property is less deteriorated even when used in a high temperature atmosphere for a long time, and the thermal durability is excellent. Therefore, oxide ceramics thermoelectric conversion materials are attracting attention as alternatives to compound semiconductors, and new materials with high thermoelectric properties and their manufacturing methods are
Various proposals have been made in the past.

【0008】例えば、A.C.Massetらは、コバルトを含有
する層状酸化物の一種であるCaCoの多結晶
体及び単結晶を作製し、その結晶構造と熱電特性の評価
を行っている(A.C.Masset et al., Phys. Rev. B, 62
(1), pp.166-175, 2000参照)。同文献には、Ca
は、岩塩型の結晶構造を有するCaCoO
層と、CdI型の結晶構造を有するCoO層が、所
定の周期でc軸方向に積層された格子不整合層状酸化物
である点が記載されている。
For example, AC Masset et al. Produced polycrystalline and single crystals of Ca 3 Co 4 O 9 which is a kind of layered oxide containing cobalt, and evaluated its crystal structure and thermoelectric properties ( ACMasset et al., Phys. Rev. B, 62
(1), pp.166-175, 2000). In the same document, Ca 3 C
o 4 O 9 is Ca 2 CoO 3 having a rock salt type crystal structure.
It is described that the layer and the CoO 2 layer having a CdI 2 type crystal structure are lattice-mismatched layered oxides stacked in the c-axis direction at a predetermined cycle.

【0009】また、同文献には、CaCoの比
抵抗に異方性があり、{00l}面内の比抵抗は、{0
0l}面に垂直な方向(すなわち、c軸方向)の比抵抗
より格段に小さくなる点が記載されている。さらに、C
Co単結晶の{00l}面方向のゼーベック
係数は、300K近傍において約125μV/Kに達
し、ゼーベック係数の温度依存性も小さい点が記載され
ている。
Further, in the document, the resistivity of Ca 3 Co 4 O 9 has anisotropy, and the resistivity in the {001} plane is {0
It is described that the specific resistance is significantly smaller than the specific resistance in the direction perpendicular to the 0l plane (that is, the c-axis direction). Furthermore, C
It is described that the Seebeck coefficient in the {00l} plane direction of the a 3 Co 4 O 9 single crystal reaches approximately 125 μV / K in the vicinity of 300 K, and the temperature dependence of the Seebeck coefficient is also small.

【0010】なお、コバルトを含有する層状酸化物の
「{00l}面」とは、熱電特性が高い面、すなわち、
CoO層と平行な面をいう。コバルトを含有する層状
酸化物は、結晶構造が明らかになっていないものが多
く、また、単位格子の取り方によって結晶軸及び結晶面
の定義が異なるが、本発明においては、{00l}面を
上述のように定義する。
The "{001} plane" of the layered oxide containing cobalt is a plane having high thermoelectric properties, that is,
The plane parallel to the CoO 2 layer. In many layered oxides containing cobalt, the crystal structure has not been clarified, and the definition of the crystal axis and the crystal plane is different depending on how the unit cell is taken. In the present invention, the {001} plane is It is defined as above.

【0011】また、例えば、特開2001−19544
号公報には、BiSr2−xCa Co、Bi
2−yPbSrCo、BiSr2−zLa
Co等の一般式(但し、0≦x≦2、0≦y≦
0.5、0<z≦0.5)で表される組成を有し、層状
の結晶構造を有し、かつ1.0×10S/m以上の電
気伝導度を有する複合酸化物焼結体が開示されている。
また、同公報には、Bi供給源、Sr供給源、Ca供給
源、Co供給源等の原料を加圧成形し、この成形体を一
軸加圧しながら酸素雰囲気中で加熱することによって原
料の一部を部分溶融させた後、徐冷する複合酸化物の製
造方法が開示されている。
Further, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-19544.
No.TwoSr2-xCa xCoTwoOw, Bi
2-yPbySrTwoCoTwoOw, BiTwoSr2-zLa
zCoTwoOw(Where 0 ≦ x ≦ 2, 0 ≦ y ≦
0.5, 0 <z ≦ 0.5) and has a layered structure
And has a crystal structure of 1.0 × 10FourS / m or more
A composite oxide sintered body having gas conductivity is disclosed.
Further, in the publication, Bi supply source, Sr supply source, Ca supply
Source, Co supply source, etc.
By heating in an oxygen atmosphere while applying axial pressure, the original
After partially melting a part of the material, slowly cooling the composite oxide
A manufacturing method is disclosed.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】CaCo、B
Sr2−xCaCo等のコバルトを含有す
る層状酸化物は、相対的に大きなゼーベック係数を有す
るp型の熱電変換材料であり、しかも、その熱電特性に
は、結晶方位に応じた異方性がある。従って、熱電特性
の高い結晶面({00l}面)が一方向に配向した材料
を用いれば、熱電特性の異方性を最大限に利用すること
ができ、性能指数の向上が期待できる。また、これを用
いた熱電変換素子の性能指数の向上も期待できる。
Problems to be Solved by the Invention Ca 3 Co 4 O 9 , B
The layered oxide containing cobalt, such as i 2 Sr 2-x Ca x Co 2 O w , is a p-type thermoelectric conversion material having a relatively large Seebeck coefficient, and moreover, its thermoelectric property has a crystal orientation. There is anisotropy according to. Therefore, by using a material in which crystal planes ({001} planes) having high thermoelectric properties are oriented in one direction, the anisotropy of thermoelectric properties can be utilized to the maximum extent, and improvement in the figure of merit can be expected. Further, improvement in the figure of merit of the thermoelectric conversion element using this can also be expected.

【0013】しかしながら、CaCO、Co
の成分元素を含む単純化合物の混合物を仮焼し、これを
成形・焼結する通常のセラミックス製造プロセスでは、
熱電特性の高い結晶面が一方向に配向したコバルト層状
酸化物の焼結体は得られない。
However, in a general ceramics manufacturing process in which a mixture of simple compounds containing constituent elements such as CaCO 3 and Co 3 O 4 is calcined, and this is molded and sintered,
It is not possible to obtain a sintered body of cobalt layered oxide in which crystal planes having high thermoelectric properties are oriented in one direction.

【0014】一方、特開2001−19544号公報に
は、成形体を一軸加圧しながら原料の一部を部分溶融さ
せた後、徐冷すると、冷却過程において再結晶が起こ
り、加圧面に平行な方向に沿って{00l}面が成長し
た結晶粒からなる焼結体が得られる点が記載されてい
る。しかしながら、この方法では、再結晶によって所望
の結晶が得られる物質系や組成のみに限られ、例えば、
結晶化の際に分相や結晶構造の変化を生ずる系には適用
できないという問題がある。
On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-19544, a part of a raw material is partially melted while uniaxially pressing a molded body and then gradually cooled, recrystallization occurs in the cooling process, and parallel to the pressing surface. It is described that a sintered body composed of crystal grains having {001} planes grown along the direction can be obtained. However, in this method, it is limited to only a material system or composition that can obtain a desired crystal by recrystallization, for example,
There is a problem that it cannot be applied to a system that causes a phase separation or a change in crystal structure during crystallization.

【0015】さらに、熱電特性の高い結晶面を配向させ
るために、コバルトを含有する層状酸化物を単結晶化す
ることも考えられる。しかしながら、単結晶は、製造コ
ストが高いという問題がある。また、一般に、小さな単
結晶は得られるが、熱電変換に用いるミリメートルオー
ダーサイズのバルク材料の作製は困難である。
Further, in order to orient the crystal planes having high thermoelectric properties, it may be possible to single crystallize the layered oxide containing cobalt. However, the single crystal has a problem of high manufacturing cost. In general, a small single crystal can be obtained, but it is difficult to manufacture a bulk material of millimeter order size used for thermoelectric conversion.

【0016】本発明が解決しようとする課題は、優れた
熱電特性を示すコバルトを含有する層状酸化物からな
り、かつ、高い性能指数を有する結晶配向セラミックス
を提供することにある。また、本発明が解決しようとす
る他の課題は、物質系によらず広範囲な系の結晶配向セ
ラミックスに適用でき、かつ、これを効率よく製造する
ことが可能な結晶配向セラミックスの製造方法を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a crystallographically-oriented ceramic which is composed of a layered oxide containing cobalt showing excellent thermoelectric properties and has a high figure of merit. Further, another problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing a crystallographically-oriented ceramics which can be applied to a wide range of crystallographically-oriented ceramics regardless of a material system and which can be efficiently produced. To do.

【0017】また、本発明が解決しようとする他の課題
は、このような結晶配向セラミックスの製造に適した結
晶配向セラミックス製造用板状粉末を提供することにあ
る。さらに、本発明が解決しようとする他の課題は、こ
のような結晶配向セラミックスを熱電変換材料として用
いた熱電変換素子を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a plate-like powder for producing crystal-oriented ceramics, which is suitable for producing such crystal-oriented ceramics. Furthermore, another problem to be solved by the present invention is to provide a thermoelectric conversion element using such a crystallographically-oriented ceramic as a thermoelectric conversion material.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る結晶配向セラミックスは、コバルトを含
有する層状酸化物の多結晶体からなり、該多結晶体を構
成する各結晶粒の{00l}面の配向度が50%以上で
あることを要旨とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the crystallographically-oriented ceramics according to the present invention is composed of a polycrystalline layered oxide containing cobalt. The gist is that the degree of orientation of the {001} plane is 50% or more.

【0019】本発明に係る結晶配向セラミックスは、優
れた熱電特性を示すコバルトを含有する層状酸化物の多
結晶体からなり、しかも、各結晶粒の{00l}面が高
い配向度で配向しているので、{00l}面が配向して
いる方向と平行な方向の性能指数は、同一組成を有する
無配向焼結体の性能指数より高い値を示す。
The crystallographically-oriented ceramics according to the present invention is composed of a layered oxide polycrystal containing cobalt exhibiting excellent thermoelectric properties, and the {00l} plane of each crystal grain is oriented with a high degree of orientation. Therefore, the figure of merit in the direction parallel to the direction in which the {001} plane is oriented is higher than the figure of merit of the non-oriented sintered body having the same composition.

【0020】また、本発明に係る結晶配向セラミックス
の製造方法は、その発達面がコバルトを含有する層状酸
化物のCoO層と格子整合性を有する板状粉末と、該
板状粉末と反応して前記層状酸化物となる層状酸化物生
成原料とを混合する混合工程と、該混合工程で得られた
混合物を前記板状粉末が配向するように成形する成形工
程と、該成形工程で得られた成形体を加熱し、前記板状
粉末と前記層状酸化物生成原料とを反応させる焼結工程
とを備えていることを要旨とするものである。
Further, in the method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to the present invention, a plate-like powder whose developed surface has lattice matching with the CoO 2 layer of a layered oxide containing cobalt is reacted with the plate-like powder. And a layered oxide forming raw material to be the layered oxide, a mixing step, a molding step of molding the mixture obtained in the mixing step so that the plate-like powder is oriented, and a molding step obtained in the molding step. The gist of the present invention is to include a sintering step of heating the molded body and reacting the plate-like powder with the layered oxide forming raw material.

【0021】その発達面がコバルトを含有する層状酸化
物のCoO層({00l}面)と格子整合性を有する
板状粉末と、所定の組成を有する層状酸化物生成原料と
を反応させると、板状粉末の配向方位を承継したコバル
トを含有する層状酸化物の板状結晶が生成する。そのた
め、このような板状粉末を成形体中に配向させ、所定の
温度で加熱すれば、{00l}面の発達したコバルトを
含有する層状酸化物の板状結晶が一方向に配向した結晶
配向セラミックスが得られる。
When a plate-like powder whose developed surface has lattice matching with the CoO 2 layer ({001} plane) of a layered oxide containing cobalt and a layered oxide forming raw material having a predetermined composition are reacted with each other. , Plate-like crystals of layered oxide containing cobalt which inherits the orientation of the plate-like powder are formed. Therefore, if such a plate-like powder is oriented in a compact and heated at a predetermined temperature, the crystal orientation in which the plate-like crystals of the layered oxide containing cobalt having a developed {001} plane are oriented in one direction. Ceramics are obtained.

【0022】また、本発明に係る結晶配向セラミックス
の製造用板状粉末は、Co(OH)からなり、かつ、
{00l}面を発達面とする板状粉末、Coから
なり、かつ{111}面を発達面とする板状粉末、及び
CoOからなり、かつ{111}面を発達面とする板状
粉末から選ばれる1種又は2種以上の板状粉末からな
る。Co(OH)、Co及びCoOは、それぞ
れ、{00l}面、{111}面及び{111}面を発
達面とする板状粉末の製造が比較的容易である。また、
これらの結晶面は、コバルト層状酸化物のCoO層と
極めて良好な格子整合性を有している。そのため、これ
らの板状粉末を反応性テンプレートとして用いれば、請
求項1から6までのいずれかに記載の結晶配向セラミッ
クスを容易に製造することができる。
Further, the plate-like powder for producing a crystallographically-oriented ceramic according to the present invention comprises Co (OH) 2 and
A plate powder having a {001} plane as a development plane, Co 3 O 4 and a plate powder having a {111} plane as a development plane, and a plate made of CoO and having a {111} plane as a development plane. It is composed of one or more plate-like powders selected from powdery powders. Co (OH) 2 , Co 3 O 4 and CoO are relatively easy to produce a plate-like powder having the {001} plane, {111} plane and {111} plane as the developed planes, respectively. Also,
These crystal planes have extremely good lattice matching with the CoO 2 layer of the cobalt layered oxide. Therefore, if these plate-like powders are used as the reactive template, the crystal oriented ceramics according to any one of claims 1 to 6 can be easily manufactured.

【0023】さらに、本発明に係る熱電変換素子は、熱
電変換材料として本発明に係る結晶配向セラミックスを
用いたことを要旨とするものである。本発明に係る結晶
配向セラミックスは、同一組成を有する無配向焼結体の
性能指数より高い性能指数を有しているので、これを用
いた熱電変換素子は、同一組成を有する無配向焼結体を
用いた熱電変換素子よりも高い性能指数を示す。
Further, the gist of the thermoelectric conversion element according to the present invention is that the crystal oriented ceramics according to the present invention is used as a thermoelectric conversion material. Since the crystal-oriented ceramics according to the present invention has a performance index higher than that of a non-oriented sintered body having the same composition, a thermoelectric conversion element using the same has a non-oriented sintered body having the same composition. Shows a higher figure of merit than the thermoelectric conversion element using.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。本発明に係る結晶配向セラミックス
は、コバルトを含有する層状酸化物(以下、これを「コ
バルト層状酸化物」という。)の多結晶体からなり、多
結晶体を構成する各結晶粒の{00l}面の配向度が5
0%以上であることを特徴とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below. The crystallographically-oriented ceramics according to the present invention is composed of a polycrystal of layered oxide containing cobalt (hereinafter, referred to as “cobalt layered oxide”), and {001} of each crystal grain constituting the polycrystal. The orientation of the surface is 5
It is characterized by being 0% or more.

【0025】ここで、「コバルト層状酸化物」とは、構
造は明確にされていないが、CoO 層からなる第1副
格子と、CoO層とは異なる層からなる第2副格子と
が所定の周期で堆積した層状化合物、すなわち、CoO
層を副格子とする層状化合物をいう。これらの内、第
一副格子(CoO層)は電導層であり、第2副格子は
絶縁層であると現在のところ考えられている。
Here, the "cobalt layered oxide" means a structure.
Structure is not clarified, but CoO TwoFirst sub-layer consisting of layers
Lattice and CoOTwoA second sub-lattice consisting of a layer different from the layer
Layered compound deposited in a predetermined cycle, that is, CoO
TwoA layered compound having a layer as a sublattice. Of these, the first
One sublattice (CoOTwoLayer) is a conductive layer, and the second sublattice is
It is currently considered to be an insulating layer.

【0026】第1副格子は、1層又は2層以上のCoO
層からなる。また、「CoO層」とは、正八面体の
中心に1個のCo原子があり、かつ、その頂点に合計6
個の酸素原子があるCoO八面体が、酸素を共有する
形で二次元的に連結したものをいう。この場合、CoO
層に含まれるCo原子の一部は、他の金属元素(例え
ば、Cu等)に置換されていても良い。
The first sublattice is one layer or two or more layers of CoO.
It consists of two layers. The “CoO 2 layer” has one Co atom at the center of the octahedron and has a total of 6 at the apex.
It means that CoO 6 octahedra having oxygen atoms are two-dimensionally connected so as to share oxygen. In this case, CoO
Part of the Co atoms contained in the two layers may be replaced with another metal element (for example, Cu).

【0027】一方、第2副格子は、CoO層とは異な
る層であれば良く、その組成や構造については、特に限
定されるものではない。すなわち、第2副格子は、1種
類の層からなるものであっても良く、あるいは、組成や
副格子構造の異なる2種以上の層が規則的又は不規則的
に組み合わされたものであっても良い。但し、高い熱電
特性を得るためには、第2副格子は、岩塩構造又は歪ん
だ岩塩構造を有するものが特に好適である。
On the other hand, the second sublattice may be a layer different from the CoO 2 layer, and its composition and structure are not particularly limited. That is, the second sub-lattice may be composed of one type of layer, or may be a combination of two or more types of layers having different compositions and sub-lattice structures regularly or irregularly. Is also good. However, in order to obtain high thermoelectric properties, it is particularly preferable that the second sublattice has a rock salt structure or a distorted rock salt structure.

【0028】また、第1副格子と第2副格子は、交互に
堆積していれば良く、その堆積周期は、特に限定される
ものではない。すなわち、コバルト層状酸化物は、1層
又は2層以上のCoO層(第1副格子)と、1層又は
2層以上の他の層(第2副格子)とが、短周期もしくは
長周期で規則的に堆積したものであっても良く、あるい
は、これらが不規則的に堆積したものであっても良い。
Further, the first sub-lattice and the second sub-lattice may be deposited alternately, and the deposition cycle is not particularly limited. That is, in the cobalt layered oxide, one layer or two or more layers of CoO 2 (first sub-lattice) and one layer or two or more layers of another (second sub-lattice) have a short period or a long period. May be regularly deposited, or these may be irregularly deposited.

【0029】コバルト層状酸化物としては、具体的に
は、CaCo、BiCaCo、Bi
SrCo、BiBaCo等、及
び、これらの層状酸化物を構成する陽イオン元素の一部
が他の元素に置換された層状酸化物が好適な一例として
挙げられる。これらの中でも、カルシウムを含有するコ
バルト層状酸化物(以下、これを「カルシウムコバルト
層状酸化物」という。)、特に、次の化1の一般式で表
されるカルシウムコバルト層状酸化物は、高い熱電特性
を有しているので、結晶方位を一方向に揃えることによ
って、高い性能指数を有する熱電変換材料となる。
Specific examples of the layered cobalt oxide include Ca 3 Co 4 O 9 , Bi 2 Ca 2 Co 2 O 9 and Bi.
As a preferable example, 2 Sr 2 Co 2 O 9 , Bi 2 Ba 2 Co 2 O 9 , and the like, and a layered oxide in which a part of the cation element constituting these layered oxides is replaced with another element are preferable. Can be mentioned. Among these, the cobalt layered oxide containing calcium (hereinafter, referred to as “calcium cobalt layered oxide”), in particular, the calcium cobalt layered oxide represented by the general formula of the following chemical formula 1 has high thermoelectricity. Since it has characteristics, a thermoelectric conversion material having a high figure of merit can be obtained by aligning the crystal orientations in one direction.

【0030】[0030]

【化1】{(Ca1−xCoO3+α}(Co
2+β (但し、Aは、アルカリ金属、アルカリ土類金属及びB
iから選ばれる1種又は2種以上の元素、0≦x≦0.
3、0.5≦y≦2.0、0.85≦{3+α+(2+
β)y}/(3+2y)≦1.15)
## STR1 ## {(Ca 1-x A x ) 2 CoO 3 + α} (Co
O 2 + β ) y (where A is an alkali metal, an alkaline earth metal and B
one or more elements selected from i, 0 ≦ x ≦ 0.
3, 0.5 ≦ y ≦ 2.0, 0.85 ≦ {3 + α + (2+
β) y} / (3 + 2y) ≦ 1.15)

【0031】なお、化1の式において、「0.85≦
{3+α+(2+β)y}/(3+2y)≦1.15」
は、基本組成({(Ca1−x)CoO}(CoO
))を有するカルシウムコバルト層状酸化物に含ま
れる酸素の化学量論量(3+2y)に対し、最大で±1
5atm%の範囲で酸素が過剰となったり、あるいは、
酸素の欠損を生ずる場合があることを示す。この場合、
増減する酸素は、第1副格子に含まれる酸素(β)又は
第2副格子に含まれる酸素(α)のいずれか一方であっ
ても良く、あるいは、双方の酸素であっても良い。
In the formula of Chemical formula 1, "0.85≤
{3 + α + (2 + β) y} / (3 + 2y) ≦ 1.15 ”
Is a basic composition ({(Ca 1-x A x ) 2 CoO 3 } (CoO
2 ) y ) with respect to the stoichiometric amount of oxygen (3 + 2y) contained in the calcium-cobalt layered oxide having a maximum of ± 1
Oxygen becomes excessive in the range of 5 atm%, or
Indicates that oxygen deficiency may occur. in this case,
The increasing / decreasing oxygen may be either oxygen (β) contained in the first sublattice or oxygen (α) contained in the second sublattice, or may be both oxygens.

【0032】化1の式に示すカルシウムコバルト層状酸
化物において、Caの一部を元素Aで置換すると、層状
酸化物の電気伝導率が向上するという効果がある。但
し、元素AによるCaの置換量が過大になると、大気中
の水分と反応するなど化学的に不安定になるので、置換
量は30atm%以下が好ましい。
In the calcium-cobalt layered oxide represented by the chemical formula 1, when Ca is partially replaced by the element A, the electrical conductivity of the layered oxide is improved. However, if the amount of substitution of Ca by the element A becomes excessively large, it becomes chemically unstable by reacting with moisture in the atmosphere, so the amount of substitution is preferably 30 atm% or less.

【0033】また、化1の式に示すカルシウムコバルト
層状酸化物において、第1副格子及び/又は第2副格子
に含まれるCoの一部をCu、Sn、Mn、Ni、F
e、Zr及びCrから選ばれる1種又は2種以上の元素
Cで置換しても良い。Coの一部を元素Cで置換する
と、層状酸化物のゼーベック係数が向上するという効果
がある。この場合、元素CによるCoの置換量は、25
atm%以下が好ましい。
In the calcium-cobalt layered oxide represented by the chemical formula 1, part of Co contained in the first sublattice and / or the second sublattice is Cu, Sn, Mn, Ni, F.
You may substitute by 1 type (s) or 2 or more types of element C selected from e, Zr, and Cr. Substitution of element C for part of Co has the effect of improving the Seebeck coefficient of the layered oxide. In this case, the substitution amount of Co by the element C is 25
Atm% or less is preferable.

【0034】高い熱電特性を示すコバルト層状酸化物の
他の具体例としては、次の化2の一般式で表されるもの
が好適な一例として挙げられる。化2の式で表されるコ
バルト層状酸化物もまた、結晶方位を一方向に揃えるこ
とによって、高い性能指数を有する熱電変換材料とな
る。
As another specific example of the cobalt layered oxide exhibiting high thermoelectric properties, one represented by the general formula of the following chemical formula 2 is given as a preferable example. The cobalt layered oxide represented by the formula (2) also becomes a thermoelectric conversion material having a high figure of merit by aligning the crystal orientations in one direction.

【0035】[0035]

【化2】(Bi1−xーyCo1+α)(Co
2+β (但し、Bは、アルカリ金属及びアルカリ土類金属から
選ばれる1種又は2種以上の元素、0.2≦x≦0.
8、0≦y<0.5、0.2≦x+y≦1、0.25≦
z≦0.5、0.85≦{1+α+(2+β)z}/
(1+2z)≦1.15)
Embedded image (Bi 1−x−y B x Co y O 1 + α ) (Co
O 2 + β ) z (where B is one or more elements selected from alkali metals and alkaline earth metals, 0.2 ≦ x ≦ 0.
8, 0 ≦ y <0.5, 0.2 ≦ x + y ≦ 1, 0.25 ≦
z ≦ 0.5, 0.85 ≦ {1 + α + (2 + β) z} /
(1 + 2z) ≦ 1.15)

【0036】なお、化2の式において、「0.85≦
{1+α+(2+β)z}/(1+2z)≦1.15」
は、基本組成( (Bi1−xーyCoO)(CoO
))を有するコバルト層状酸化物に含まれる酸素の
化学量論量(1+2z)に対し、最大で±15atm%
の範囲で酸素が過剰となったり、あるいは、酸素の欠損
を生ずる場合があることを示す。この場合、増減する酸
素は、第1副格子に含まれる酸素(β)又は第2副格子
に含まれる酸素(α)のいずれか一方であっても良く、
あるいは、双方の酸素であっても良い。
In the equation (2), "0.85≤
{1 + α + (2 + β) z} / (1 + 2z) ≦ 1.15 ”
Is the basic composition ((Bi 1−x−y B x Co y O) (CoO
2 ) At most ± 15 atm% with respect to the stoichiometric amount of oxygen (1 + 2z) contained in the cobalt layered oxide having z ).
It means that oxygen may become excessive or oxygen deficiency may occur in the range. In this case, the increasing / decreasing oxygen may be either oxygen contained in the first sublattice (β) or oxygen contained in the second sublattice (α),
Alternatively, both oxygen may be used.

【0037】また、化2の式に示すコバルト層状酸化物
において、第1副格子及び/又は第2副格子に含まれる
Coの一部を元素Cで置換しても良い。Coの一部を元
素Cで置換すると、層状酸化物のゼーベック係数及び/
又は電気伝導度が向上するという効果がある。この場
合、元素CによるCoの置換量は、25atm%以下が
好ましい。
In the cobalt layered oxide represented by the formula (2), part of Co contained in the first sublattice and / or the second sublattice may be replaced with the element C. When a part of Co is replaced with the element C, the Seebeck coefficient of the layered oxide and /
Alternatively, there is an effect that the electric conductivity is improved. In this case, the substitution amount of Co with the element C is preferably 25 atm% or less.

【0038】また、各結晶粒の「配向度」とは、次の数
1の式で表されるロットゲーリング(Lotgerin
g)法による平均配向度Q(HKL)をいう。
The "orientation degree" of each crystal grain is the Lotgering (Lotgerin) expressed by the following equation (1).
g) The average degree of orientation Q (HKL) by the method.

【0039】[0039]

【数1】 [Equation 1]

【0040】なお、数1の式において、ΣI(hkl)
は、結晶配向セラミックスについて測定されたすべての
結晶面(hkl)のX線回折強度の総和であり、ΣI
(hkl)は、結晶配向セラミックスと同一組成を有する
無配向セラミックスについて測定されたすべての結晶面
(hkl)のX線回折強度の総和である。また、Σ'I
(HKL)は、結晶配向セラミックスについて測定された
結晶学的に等価な特定の結晶面(HKL)のX線回折強
度の総和であり、Σ'I(HKL)は、結晶配向セラミ
ックスと同一組成を有する無配向セラミックスについて
測定された結晶学的に等価な特定の結晶面(HKL)の
X線回折強度の総和である。また、本発明において、平
均配向度Q(HKL)の算出には、X線源としてCu−
Kα線を用いて2θ−θ測定を行った時に得られる回折
ピークであって、2θ=5°〜60°の範囲にあるもの
を用いた。
In the equation (1), ΣI (hkl)
Is the sum of the X-ray diffraction intensities of all crystal planes (hkl) measured for the crystallographically-oriented ceramic, and ΣI 0
(hkl) is the sum of the X-ray diffraction intensities of all the crystal planes (hkl) measured for unoriented ceramics having the same composition as the crystallographically oriented ceramics. Also, Σ'I
(HKL) is the sum of the X-ray diffraction intensities of the crystallographically equivalent specific crystal planes (HKL) measured for the crystallographically-oriented ceramics, and Σ'I 0 (HKL) is the same composition as the crystallographically-oriented ceramics. 3 is a sum of X-ray diffraction intensities of a crystallographically equivalent specific crystal plane (HKL) measured for a non-oriented ceramics having a crystallinity. In the present invention, the average orientation degree Q (HKL) is calculated by using Cu- as an X-ray source.
Diffraction peaks obtained when 2θ-θ measurement was performed using Kα ray, and those in the range of 2θ = 5 ° to 60 ° were used.

【0041】従って、多結晶体を構成する各結晶粒が無
配向である場合には、平均配向度Q(HKL)は0%とな
り、すべての結晶粒の(HKL)面が一方向に配向して
いる場合には100%となる。
Therefore, when the crystal grains constituting the polycrystalline body are non-oriented, the average orientation degree Q (HKL) is 0%, and the (HKL) planes of all the crystal grains are oriented in one direction. If it is, it becomes 100%.

【0042】本発明に係る結晶配向セラミックスにおい
て、高い性能指数を得るためには、{00l}面の配向
度は高いほど良い。{00l}面の配向度は、具体的に
は、50%以上が好ましく、さらに好ましくは、80%
以上である。
In the crystal oriented ceramics according to the present invention, in order to obtain a high figure of merit, the higher the degree of orientation of the {001} plane is, the better. Specifically, the degree of orientation of the {001} plane is preferably 50% or more, and more preferably 80%.
That is all.

【0043】次に、本発明に係る結晶配向セラミックス
の作用について説明する。コバルト層状酸化物は、相対
的に大きなゼーベック係数を有するp型の熱電変換材料
である。また、コバルト層状酸化物は、電気伝導率の大
きい電導層であるCoO層と、絶縁層と考えられる他
の層が所定の周期で積層された層状構造を有し、しかも
この2つの層の界面に格子不整合があることが知られて
いる。コバルト層状酸化物の熱電特性に結晶方位に応じ
た異方性があるのは、層状の結晶構造を有していること
に加え、電導層と絶縁層の界面に存在する格子不整合に
よって、キャリアやフォノンの散乱状況が異なるためと
考えられている。
Next, the function of the crystallographically-oriented ceramic according to the present invention will be described. The cobalt layered oxide is a p-type thermoelectric conversion material having a relatively large Seebeck coefficient. Further, the cobalt layered oxide has a layered structure in which a CoO 2 layer which is a conductive layer having a high electric conductivity and another layer which is considered to be an insulating layer are laminated at a predetermined cycle. It is known that there is a lattice mismatch at the interface. The thermoelectric properties of cobalt layered oxides have anisotropy depending on the crystallographic orientation, in addition to having a layered crystal structure, due to the lattice mismatch existing at the interface between the conducting layer and the insulating layer, It is thought that this is because the scattering of phonons and phonons is different.

【0044】本発明に係る結晶配向セラミックスは、こ
のような優れた熱電特性を示すコバルト層状酸化物の多
結晶体からなり、しかも、熱電特性の高い{00l}面
が一方向に配向するように、多結晶体を構成する各結晶
粒が高い配向度で配向しているので、{00l}面が配
向している方向と平行な方向の性能指数は、同一組成を
有する無配向焼結体の性能指数より高い値を示す。特
に、化1の式で表されるカルシウムコバルト層状酸化物
及び化2の式で表されるコバルト層状酸化物からなる結
晶配向セラミックスは、良好な熱電特性を示す。そのた
め、これを用いた熱電変換素子は、同一組成を有する無
配向焼結体を用いた熱電変換素子よりも高い性能指数を
示す。
The crystallographically-oriented ceramics according to the present invention comprises a polycrystal of a cobalt layered oxide exhibiting such excellent thermoelectric properties, and the {001} plane having high thermoelectric properties is oriented in one direction. Since the crystal grains constituting the polycrystalline body are oriented with a high degree of orientation, the performance index in the direction parallel to the direction in which the {001} plane is oriented is that of a non-oriented sintered body having the same composition. The value is higher than the figure of merit. In particular, the crystallographically-oriented ceramics composed of the calcium-cobalt layered oxide represented by the chemical formula 1 and the cobalt layered oxide represented by the chemical formula 2 exhibit good thermoelectric properties. Therefore, the thermoelectric conversion element using this shows a higher figure of merit than the thermoelectric conversion element using the non-oriented sintered body having the same composition.

【0045】次に、本発明に係る結晶配向セラミックス
製造用板状粉末について説明する。コバルト層状酸化物
のような複雑な組成を有するセラミックスは、通常、成
分元素を含む単純化合物を化学量論比になるように混合
し、この混合物を成形・仮焼した後に解砕し、次いで解
砕粉を再成形・焼結する方法によって製造される。しか
しながら、このような方法では、各結晶粒の特定の結晶
面が特定の方向に配向した配向焼結体を得るのは極めて
困難である。
Next, the plate-like powder for producing a crystallographically-oriented ceramic according to the present invention will be described. Ceramics with complex compositions such as cobalt layered oxides are usually prepared by mixing simple compounds containing constituent elements in a stoichiometric ratio, shaping and calcining this mixture, then crushing it, and then crushing it. It is manufactured by a method of re-molding and sintering crushed powder. However, with such a method, it is extremely difficult to obtain an oriented sintered body in which a specific crystal plane of each crystal grain is oriented in a specific direction.

【0046】本発明は、この問題を解決するために、特
定の条件を満たす板状粉末を成形体中に配向させ、この
板状粉末を反応性テンプレートとして用いてコバルト層
状酸化物の合成及びその焼結を行わせ、これによって多
結晶体を構成する各結晶粒の{00l}面を一方向に配
向させた点に特徴がある。本発明において、板状粉末に
は、以下の条件を満たすものが用いられる。
In order to solve this problem, the present invention orients a plate-like powder satisfying a specific condition in a compact, and uses this plate-like powder as a reactive template to synthesize a cobalt layered oxide and its synthesis. It is characterized in that the {001} plane of each crystal grain constituting the polycrystalline body is oriented in one direction by sintering. In the present invention, as the plate-like powder, one satisfying the following conditions is used.

【0047】第1に、板状粉末には、成形時に一定の方
向に配向させることが容易な形状を有しているものが用
いられる。そのためには、板状粉末の平均アスペクト比
(=板状粉末の直径/厚さの平均値)は、3以上である
ことが望ましい。平均アスペクト比が3未満であると、
成形時に板状粉末を一方向に配向させるのが困難とな
る。板状粉末の平均アスペクト比は、さらに好ましくは
5以上である。
First, as the plate-like powder, one having a shape that can be easily oriented in a fixed direction during molding is used. For that purpose, the average aspect ratio of the plate-like powder (= the average value of the diameter / thickness of the plate-like powder) is preferably 3 or more. If the average aspect ratio is less than 3,
It becomes difficult to orient the plate-like powder in one direction during molding. The average aspect ratio of the plate-like powder is more preferably 5 or more.

【0048】一般に、板状粉末の平均アスペクト比が大
きくなるほど、板状粉末の配向が容易化される傾向があ
る。但し、平均アスペクト比が過大になると、後述する
混合工程において板状粉末が破砕され、板状粉末が配向
した成形体が得られない場合がある。従って、板状粉末
の平均アスペクト比は、100以下が好ましく、さらに
好ましくは20以下である。
Generally, the larger the average aspect ratio of the plate-like powder, the easier the orientation of the plate-like powder tends to be. However, if the average aspect ratio becomes excessively large, the plate-like powder may be crushed in the mixing step described later, and a molded product in which the plate-like powder is oriented may not be obtained. Therefore, the average aspect ratio of the plate-like powder is preferably 100 or less, more preferably 20 or less.

【0049】また、板状粉末の直径の平均値(平均粒
径)は、0.05μm以上20μm以下が好ましい。板
状粉末の平均粒径が0.05μm未満であると、成形時
に作用する剪断応力によって板状粉末を一定の方向に配
向させるのが困難になる。一方、板状粉末の平均粒径が
20μmを超えると、焼結性が低下する。板状粉末の平
均粒径は、さらに好ましくは、0.1μm以上5μm以
下である。
The average diameter (average particle diameter) of the plate-like powder is preferably 0.05 μm or more and 20 μm or less. If the average particle size of the plate-like powder is less than 0.05 μm, it becomes difficult to orient the plate-like powder in a certain direction due to the shearing stress acting during molding. On the other hand, if the average particle size of the plate-shaped powder exceeds 20 μm, the sinterability will be reduced. The average particle size of the plate-like powder is more preferably 0.1 μm or more and 5 μm or less.

【0050】第2に、板状粉末には、その発達面(最も
広い面積を占める面)がコバルト層状酸化物のCoO
層と格子整合性を有しているものが用いられる。所定の
形状を有する板状粉末であっても、その発達面がコバル
ト層状酸化物のCoO層と格子整合性を有していない
場合には、本発明に係る結晶配向セラミックスを製造す
るための反応性テンプレートとして機能しない場合があ
るので好ましくない。
Secondly, in the plate-like powder, the developed surface (the surface occupying the widest area) is CoO 2 which is a cobalt layered oxide.
A material having lattice matching with the layer is used. Even in the case of a plate-like powder having a predetermined shape, when the developed surface thereof does not have lattice matching with the CoO 2 layer of the cobalt layered oxide, the crystal-oriented ceramics according to the present invention can be produced. It is not preferable because it may not function as a reactive template.

【0051】格子整合性の良否は、板状粉末の発達面の
格子寸法とコバルト層状酸化物のCoO層の対応する
格子寸法の差の絶対値を板状粉末の発達面の対応する格
子寸法で割った値(以下、この値を「格子整合率」とい
う。)で表すことができる。格子整合率が小さくなるほ
ど、その板状粉末は、良好な反応性テンプレートとして
機能することを示す。高配向度の結晶配向セラミックス
を製造するためには、板状粉末の格子整合率は、20%
以下が好ましく、さらに好ましくは10%以下である。
Whether or not the lattice matching is good is the absolute value of the difference between the lattice dimension of the developing surface of the plate-like powder and the corresponding lattice dimension of the CoO 2 layer of the cobalt layered oxide. It can be expressed by a value divided by (hereinafter, this value is referred to as "lattice matching rate"). The smaller the lattice matching rate, the more the plate-like powder functions as a good reactive template. In order to manufacture a crystallographically-oriented ceramic with a high degree of orientation, the lattice matching rate of the plate-like powder is 20%.
The following is preferable, and 10% or less is more preferable.

【0052】第3に、板状粉末には、後述する層状酸化
物生成原料と反応して、コバルト層状酸化物を生成する
ものが用いられる。従って、板状粉末そのものは、必ず
しもコバルト層状酸化物である必要はない。また、板状
粉末は、コバルト層状酸化物に含まれる陽イオン元素の
内のいずれか1種以上の元素を含む化合物あるいは個溶
体の中から選ばれることになる。
Thirdly, as the plate-like powder, one which reacts with a layered oxide forming raw material described later to form a cobalt layered oxide is used. Therefore, the plate-like powder itself does not necessarily have to be the cobalt layered oxide. Further, the plate-like powder is selected from compounds or individual solutions containing any one or more of the cationic elements contained in the cobalt layered oxide.

【0053】以上のような条件を満たす板状粉末であれ
ば、いずれも本発明に係る結晶配向セラミックスを製造
するための反応性テンプレートとして機能する。このよ
うな条件を満たす材料としては、具体的には、Co(O
H)、CoO、CoO(OH)、Co等のコバル
ト化合物が好適な一例として挙げられる。
Any plate-like powder satisfying the above conditions functions as a reactive template for producing the crystallographically-oriented ceramic according to the present invention. As a material satisfying such a condition, specifically, Co (O
Cobalt compounds such as (H) 2 , CoO, CoO (OH), and Co 3 O 4 are mentioned as suitable examples.

【0054】Co(OH)は、CdI型の結晶構造を
有している。Co(OH)の{00l}面は、他の結晶
面に比して表面エネルギーが小さいので、{00l}面
を発達面とする板状粉末の製造は比較的容易である。ま
た、Co(OH)の{00l}面は、コバルト層状酸化
物のCoO層との間に極めて良好な格子整合性を有し
ている。そのため、{00l}面を発達面とするCo
(OH)板状粉末は、本発明に係る結晶配向セラミック
スを製造するための板状粉末として特に好適である。
Co (OH) 2 has a CdI 2 type crystal structure. The {00l} plane of Co (OH) 2 has a smaller surface energy than the other crystal planes, and therefore the plate-like powder having the {001} plane as a developed plane is relatively easy to manufacture. Further, the {00l} plane of Co (OH) 2 has extremely good lattice matching with the CoO 2 layer of the cobalt layered oxide. Therefore, Co with the {001} plane as the development plane
(OH) 2 plate-like powder is particularly suitable as a plate-like powder for producing the crystallographically-oriented ceramic according to the present invention.

【0055】{00l}面を発達面とするCo(OH)
板状粉末は、沈殿法により合成することができる。具体
的には、CoCl、Co(NO)等のコバルト塩を
含む水溶液中に、アルカリ水溶液(NaOH、KOH、
アンモニア水等)を滴下すればよい。あるいは、コバル
ト塩を含む水溶液に尿素を加え、加温するという方法で
も良い。これにより、水溶液中に、{00l}面が発達
したCo(OH)の板状粉末を析出させることができ
る。また、この時、合成条件を適宜制御すれば、板状粉
末の形状制御も比較的容易に行うことができる。
Co (OH) 2 with the {001} plane as the development plane
The plate-like powder can be synthesized by a precipitation method. Specifically, in an aqueous solution containing a cobalt salt such as CoCl 2 or Co (NO 3 ) 2 , an alkaline aqueous solution (NaOH, KOH,
Ammonia water, etc.) may be added dropwise. Alternatively, a method of adding urea to an aqueous solution containing a cobalt salt and heating it may be used. As a result, a plate-like powder of Co (OH) 2 having a developed {001} plane can be precipitated in the aqueous solution. At this time, if the synthesis conditions are appropriately controlled, the shape of the plate-like powder can be controlled relatively easily.

【0056】また、CoOは、岩塩型の結晶構造を有
し、その{111}面は、コバルト層状酸化物のCoO
層との間に極めて良好な格子整合性を有している。そ
のため、{111}面を発達面とするCoO板状粉末
は、本発明に係る結晶配向セラミックスを製造するため
の板状粉末として好適である。
CoO has a rock-salt type crystal structure, and its {111} plane is CoO of a layered cobalt oxide.
It has a very good lattice matching with the two layers. Therefore, the CoO plate-like powder having the {111} plane as the developed plane is suitable as a plate-like powder for producing the crystallographically-oriented ceramic according to the present invention.

【0057】沈殿法でCo(OH)粉末を合成した後、
この水溶液を大気中で長時間撹拌すると、Co(OH)
板状粉末が徐々に酸化される。この時、酸化条件を最適
化すると、Co(OH)の{00l}面がCoOの{1
11}面として承継され、{111}面を発達面とする
CoO板状粉末が得られる。
After synthesizing Co (OH) 2 powder by the precipitation method,
When this aqueous solution is stirred in the atmosphere for a long time, Co (OH) 2
The plate-like powder is gradually oxidized. At this time, if the oxidation conditions are optimized, the {001} plane of Co (OH) 2 is {1
The CoO plate-like powder having the {111} plane as the developed plane is obtained.

【0058】また、Coは、スピネル型の結晶構
造を有し、その{111}面は、コバルト層状酸化物の
CoO層との間に極めて良好な格子整合性を有してい
る。そのため、{111}面を発達面とするCo
板状粉末は、本発明に係る結晶配向セラミックスを製造
するための板状粉末として好適である。
Further, Co 3 O 4 has a spinel type crystal structure, and its {111} plane has extremely good lattice matching with the CoO 2 layer of the cobalt layered oxide. . Therefore, Co 3 O 4 with the {111} plane as the developed plane
The plate-like powder is suitable as a plate-like powder for producing the crystallographically-oriented ceramics according to the present invention.

【0059】また、CoO(OH)の{00l}面は、コ
バルト層状酸化物のCoO層との間に極めて良好な格
子整合性を有している。そのため、{00l}面を発達
面とするCoO(OH)板状粉末は、本発明に係る結晶配
向セラミックスを製造するための反応性テンプレートと
して好適である。
The {00l} plane of CoO (OH) has extremely good lattice matching with the CoO 2 layer of the cobalt layered oxide. Therefore, the CoO (OH) plate-like powder having the {001} plane as the developed plane is suitable as a reactive template for producing the crystallographically-oriented ceramics according to the present invention.

【0060】次に、本発明に係る結晶配向セラミックス
の製造方法について説明する。本発明に係る結晶配向セ
ラミックスの製造方法は、混合工程と、成形工程と、焼
結工程とを備えている。
Next, a method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to the present invention will be described. The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to the present invention includes a mixing step, a forming step, and a sintering step.

【0061】初めに、混合工程について説明する。混合
工程は、上述した板状粉末と層状酸化物生成原料とを混
合する工程である。この場合、板状粉末は、1種類の化
合物からなる板状粉末を用いても良くあるいは、2種以
上の化合物からなる板状粉末の混合物を用いても良い。
First, the mixing step will be described. The mixing step is a step of mixing the plate-like powder and the layered oxide forming raw material described above. In this case, the plate-like powder may be a plate-like powder composed of one kind of compound, or a mixture of plate-like powders composed of two or more kinds of compounds.

【0062】また、「層状酸化物生成原料」とは、板状
粉末と反応してコバルト層状酸化物となる化合物をい
う。層状酸化物生成原料の組成及び配合比率は、合成し
ようとするコバルト層状酸化物の組成、及び、反応性テ
ンプレートとして使用する板状粉末の組成に応じて定ま
る。また、層状酸化物生成原料の形態については、特に
限定されるものではなく、水酸化物、酸化物粉末、複合
酸化物粉末、炭酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩、酢酸塩など
の塩、アルコキシド等を用いることができる。
Further, the "layered oxide forming raw material" means a compound which reacts with the plate-like powder to form a cobalt layered oxide. The composition and blending ratio of the layered oxide forming raw material are determined depending on the composition of the cobalt layered oxide to be synthesized and the composition of the plate-like powder used as the reactive template. The form of the layered oxide-forming raw material is not particularly limited, and hydroxides, oxide powders, complex oxide powders, salts such as carbonates, nitrates, oxalates and acetates, alkoxides, etc. Can be used.

【0063】例えば、コバルト層状酸化物が、化1の一
般式で表されるカルシウムコバルト層状酸化物(例え
ば、CaCo等)であり、板状粉末として、C
o(OH)、CoO、CoO(OH)及び/又はCo
を用いる場合には、層状酸化物生成原料として、1種
又は2種以上のアルカリ土類金属元素(この場合は、C
a)を含有する第2化合物と、必要に応じて、アルカリ
土類金属元素及びCo以外の第3元素(この場合は、ア
ルカリ金属及びBiの内の1種又は2種以上の元素)を
含有する第3化合物を用いれば良い。
For example, the cobalt layered oxide is a calcium cobalt layered oxide represented by the general formula of Chemical Formula 1 (for example, Ca 3 Co 4 O 9 etc.), and as the plate-like powder, C
o (OH) 2 , CoO, CoO (OH) and / or Co 3 O
When 4 is used, one or more alkaline earth metal elements (in this case, C
a) containing a second compound and, if necessary, a third element other than the alkaline earth metal element and Co (in this case, one or more elements of alkali metal and Bi) The third compound that does

【0064】第2化合物は、焼成によってアルカリ土類
金属元素の酸化物を形成し得るものであればよく、アル
カリ土類金属元素を含有する酸化物、水酸化物、塩、ア
ルコキシド等、種々の化合物を用いることができる。
The second compound may be any compound as long as it can form an oxide of an alkaline earth metal element by firing, and various oxides, hydroxides, salts, alkoxides and the like containing an alkaline earth metal element can be used. Compounds can be used.

【0065】Caを含有する第2化合物としては、具体
的には、酸化カルシウム(CaO)、水酸化カルシウム
(Ca(OH))、塩化カルシウム(CaCl)、炭
酸カルシウム(CaCO)、硝酸カルシウム(Ca
(NO))、カルシウムジメトキシド(Ca(OCH
))、カルシウムジエトキシド(Ca(OC)
)、カルシウムジイソプロポキシド(Ca(OC
))等が好適な一例として挙げられる。また、第2
化合物は、上述した化合物の内、いずれか1種類のみを
用いても良く、あるいは、2種以上の化合物を組み合わ
せて用いても良い。
Specific examples of the second compound containing Ca include calcium oxide (CaO), calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), and nitric acid. Calcium (Ca
(NO 3) 2), calcium dimethoxide (Ca (OCH
3 ) 2 ), calcium diethoxide (Ca (OC 2 H 5 ).
2 ), calcium diisopropoxide (Ca (OC 3 H
7 ) 2 ) etc. are mentioned as a suitable example. Also, the second
As the compound, only one of the above compounds may be used, or two or more compounds may be used in combination.

【0066】第2化合物が固体である場合又は固体状態
のまま混合を行う場合、第2化合物の平均粒径は、10
μm以下が好ましい。平均粒径が10μmを超えると、
反応が不均一となったり、焼結性が低下するので好まし
くない。第2化合物の平均粒径は、さらに好ましくは5
μm以下である。第2化合物の平均粒径は、成形性や取
扱性が低下しない限りにおいて、小さいほど良い。
When the second compound is a solid or is mixed in the solid state, the average particle size of the second compound is 10
μm or less is preferable. If the average particle size exceeds 10 μm,
This is not preferable because the reaction becomes non-uniform and the sinterability decreases. The average particle size of the second compound is more preferably 5
μm or less. The smaller the average particle diameter of the second compound is, the better as long as the moldability and handleability are not deteriorated.

【0067】第3化合物は、焼成によって第3元素を含
む酸化物を形成し得るものであればよく、第3元素を含
有する酸化物、水酸化物、塩、アルコキシド等、種々の
化合物を用いることができる。
The third compound may be any compound as long as it can form an oxide containing the third element by firing, and various compounds such as oxides, hydroxides, salts and alkoxides containing the third element are used. be able to.

【0068】Naのみを含有する第3化合物としては、
具体的には、炭酸ナトリウム(Na CO)、硝酸ナ
トリウム(NaNO)、ナトリウムイソプロポキシド
(Na(OC))等が好適な一例として挙げられ
る。
As the third compound containing only Na,
Specifically, sodium carbonate (Na TwoCOThree), Na nitrate
Thorium (NaNOThree), Sodium isopropoxide
(Na (OCThreeH7)) Etc. are mentioned as a suitable example.
It

【0069】Kのみを含有する第3化合物としては、具
体的には、炭酸カリウム(KCO )、酢酸カリウム
(CHCOOK)、硝酸カリウム(KNO)、カリ
ウムイソプロポキシド(K(OC))等が好適な
一例として挙げられる。
The third compound containing only K is
Physically, potassium carbonate (KTwoCO Three), Potassium acetate
(CHThreeCOOK), potassium nitrate (KNOThree), Cali
Umisopropoxide (K (OCThreeH7)) Etc. are suitable
As an example.

【0070】Biのみを含有する第3化合物としては、
具体的には、酸化ビスマス(Bi)、硝酸ビスマ
ス(Bi(NO))、塩化ビスマス(BiCl)、
水酸化ビスマス(Bi(OH))、ビスマストリイソプ
ロポキシド(Bi(OC ))、Bi金属単体等が
好適な一例として挙げられる。
As the third compound containing only Bi,
Specifically, bismuth oxide (BiTwoOThree), Bismuth nitrate
Su (Bi (NOThree)Three), Bismuth chloride (BiClThree),
Bismuth hydroxide (Bi (OH)Three), Bismuth triisop
Ropoxide (Bi (OCThreeH 7)Three), Bi metal alone, etc.
It is mentioned as a suitable example.

【0071】さらに、第3化合物は、2種以上の第3元
素を含む複合化合物であっても良い。また、層状酸化物
生成原料として、上述した第3化合物の内、1種類のみ
を用いても良く、あるいは、2種以上の第3化合物を組
み合わせて用いても良い。
Further, the third compound may be a composite compound containing two or more kinds of third elements. As the layered oxide-forming raw material, only one of the above-mentioned third compounds may be used, or two or more types of third compounds may be used in combination.

【0072】なお、第3化合物が固体である場合又は固
体状態のまま混合を行う場合、第3化合物の平均粒径
は、10μm以下が好ましく、さらに好ましくは5μm
以下である点は、第2化合物と同様である。
When the third compound is solid or is mixed in the solid state, the average particle size of the third compound is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm.
The following points are the same as the second compound.

【0073】また、例えば、コバルト層状酸化物が、化
1の一般式で表され、かつ、Coの一部が元素Cで置換
されたカルシウムコバルト層状酸化物であり、板状粉末
として、Co(OH)、CoO、CoO(OH)及び/又
はCoを用いる場合には、層状酸化物生成原料と
して、上述した第2化合物及び第3化合物に加えて、元
素Cを含有する1種又は2種以上の第4化合物を用いれ
ば良い。
Further, for example, the cobalt layered oxide is a calcium cobalt layered oxide represented by the general formula of Chemical Formula 1, and a part of Co is replaced by the element C. OH) 2 , CoO, CoO (OH) and / or Co 3 O 4 is used, as a layered oxide-forming raw material, one kind containing an element C in addition to the above-mentioned second compound and third compound Alternatively, two or more kinds of fourth compounds may be used.

【0074】第4化合物は、焼成によって元素Cを含む
酸化物を形成し得るものであればよく、元素Cを含有す
る酸化物、水酸化物、塩、アルコキシド等、種々の化合
物を用いることができる。Cuを含有する第4化合物と
しては、具体的には、酸化銅(CuO、CuO)、炭
酸銅(CuCO)、塩化銅(CuCl、CuC
)、Cu金属単体等が好適な一例として挙げられ
る。また、第4化合物は、上述した化合物の内、いずれ
か1種類のみを用いても良く、あるいは、2種以上の化
合物を組み合わせて用いても良い。
The fourth compound may be any compound as long as it can form an oxide containing the element C by firing, and various compounds such as oxides, hydroxides, salts and alkoxides containing the element C can be used. it can. Specific examples of the fourth compound containing Cu include copper oxide (CuO, Cu 2 O), copper carbonate (CuCO 3 ), copper chloride (CuCl, CuC).
l 2 ), Cu metal simple substance, etc. are mentioned as suitable examples. Further, as the fourth compound, any one of the above compounds may be used, or two or more compounds may be used in combination.

【0075】なお、第4化合物が固体である場合又は固
体状態のまま混合を行う場合、第4化合物の平均粒径
は、10μm以下が好ましく、さらに好ましくは5μm
以下である点は、第2化合物及び第3化合物と同様であ
る。
When the fourth compound is solid or is mixed in the solid state, the average particle size of the fourth compound is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm.
The following points are the same as the second compound and the third compound.

【0076】また、本発明に係る製造方法は、カルシウ
ムコバルト層状酸化物以外にも、CoO層を副格子層
に有すると考えられるコバルト層状酸化物に対しても適
用できる。例えば、コバルト層状酸化物が化2の一般式
で表されるもの(例えば、BiSrCo、B
BaCo等)であり、板状粉末として、C
o(OH)、CoO、CoO(OH)及び/又はCo
を用いる場合には、層状酸化物生成原料として、1種
又は2種以上のアルカリ土類金属元素(この場合は、S
r、Ba等)を含有する1種又は2種以上の第2化合物
と、必要に応じて、アルカリ金属及びBiを含有する1
種又は2種以上の第3化合物を用いればよい。
In addition to the calcium cobalt layered oxide, the manufacturing method according to the present invention can be applied to a cobalt layered oxide which is considered to have a CoO 2 layer as a sublattice layer. For example, a cobalt layered oxide represented by the general formula of Chemical formula 2 (for example, Bi 2 Sr 2 Co 2 O 9 , B
i 2 Ba 2 Co 2 O 9 and the like), and as a plate-like powder, C
o (OH) 2 , CoO, CoO (OH) and / or Co 3 O
When 4 is used, one or more alkaline earth metal elements (in this case, S
r, Ba, etc.) containing one or more second compounds, and optionally containing an alkali metal and Bi.
One kind or two or more kinds of third compounds may be used.

【0077】さらに、コバルト層状酸化物が、化2の一
般式で表され、かつ、Coの一部が元素Cで置換された
ものであり、板状粉末として、Co(OH)、CoO、
CoO(OH)及び/又はCoを用いる場合には、
層状酸化物生成原料として、上述した第2化合物及び第
3化合物に加えて、元素Cを含有する1種又は2種以上
の第4化合物を用いれば良い。他の組成を有するコバル
ト層状酸化物からなる結晶配向セラミックスを製造する
場合も同様である。
Further, the cobalt layered oxide is represented by the general formula of Chemical Formula 2, and a part of Co is replaced by the element C, and as a plate-like powder, Co (OH) 2 , CoO,
When CoO (OH) and / or Co 3 O 4 is used,
As the layered oxide forming raw material, in addition to the second compound and the third compound described above, one or more fourth compounds containing the element C may be used. The same applies to the case of producing a crystallographically-oriented ceramic made of a cobalt layered oxide having another composition.

【0078】なお、混合工程においては、所定の比率で
配合された板状粉末及び層状酸化物生成原料に対して、
さらに、これらの反応によって得られるコバルト層状酸
化物と同一組成を有する化合物からなる非板状の微粉
(以下、これを「層状酸化物微粉」という。)を添加し
ても良い。原料中に層状酸化物微粉を添加すると、焼結
体密度が向上するという効果がある。
In the mixing step, with respect to the plate-like powder and the layered oxide forming raw material mixed in a predetermined ratio,
Further, non-plate-like fine powder (hereinafter referred to as "layered oxide fine powder") made of a compound having the same composition as the cobalt layered oxide obtained by these reactions may be added. The addition of the layered oxide fine powder to the raw material has the effect of increasing the density of the sintered body.

【0079】この場合、層状酸化物微粉の配合比率が過
大になると、必然的に原料全体に占める板状粉末の配合
比率が小さくなり、結晶配向セラミックスの{00l}
面の配向度が低下するおそれがある。従って、層状酸化
物微粉の配合比率は、要求される{00l}面の配向度
が得られるように、最適な値を選択するのが好ましい。
In this case, if the compounding ratio of the layered oxide fine powder becomes excessively large, the compounding ratio of the plate-like powder in the whole raw material will inevitably become small, and the crystallographically oriented ceramics {001}
The degree of orientation of the surface may decrease. Therefore, it is preferable to select an optimum value for the mixing ratio of the layered oxide fine powder so that the required degree of orientation of the {001} plane can be obtained.

【0080】また、板状粉末及び層状酸化物生成原料並
びに必要に応じて添加される層状酸化物微粉の混合は、
乾式で行っても良く、あるいは、水、アルコール等の適
当な分散媒を加えて湿式で行っても良い。さらに、この
時、必要に応じてバインダ及び/又は可塑剤を加えても
良い。
Mixing of the plate-like powder and the layered oxide-forming raw material and the layered oxide fine powder which is added as necessary,
It may be performed by a dry method, or may be performed by a wet method by adding an appropriate dispersion medium such as water or alcohol. Further, at this time, a binder and / or a plasticizer may be added if necessary.

【0081】次に、成形工程について説明する。成形工
程は、混合工程で得られた混合物を板状粉末が配向する
ように成形する工程である。ここで、「板状粉末が配向
する」とは、各板状粉末の発達面が互いに平行に配列
(以下、このような状態を「面配向」という。)するこ
と、又は、各板状粉末の発達面が成形体を貫通する1つ
の軸に対して平行に配列(以下、このような状態を「軸
配向」という。)することをいう。
Next, the molding process will be described. The molding step is a step of molding the mixture obtained in the mixing step so that the plate-like powder is oriented. Here, "the plate-like powder is oriented" means that the development planes of the plate-like powders are arranged in parallel to each other (hereinafter, such a state is referred to as "plane orientation"), or the plate-like powders. The developed surface of is aligned parallel to one axis penetrating the molded body (hereinafter, such a state is referred to as "axial orientation").

【0082】なお、軸配向の場合には、その配向の程度
は、面配向と同様の配向度(数1の式)では定義できな
い。しかしながら、配向軸に垂直な面に対してX線回折
を行った場合の{00l}回折に関するLotgeri
ng法による平均配向度(以下、これを「軸配向度」と
いう。)を用いて、軸配向の程度を表すことができる。
板状粉末が軸配向している成形体の場合、軸配向度は負
の値となる。また、板状粉末がほぼ完全に軸配向してい
る成形体の軸配向度は、板状粉末がほぼ完全に面配向し
ている成形体について測定された軸配向度と同程度にな
る。
In the case of axial orientation, the degree of orientation cannot be defined by the same degree of orientation (equation 1) as that of plane orientation. However, Lotgeri regarding {001} diffraction when X-ray diffraction is performed on a plane perpendicular to the orientation axis.
The degree of axial orientation can be expressed by using the average orientation degree by the ng method (hereinafter, referred to as “axial orientation degree”).
In the case of a molded body in which the plate-like powder is axially oriented, the degree of axial orientation has a negative value. In addition, the degree of axial orientation of the molded body in which the plate-like powder is almost completely axially oriented is similar to the degree of axial orientation measured for the molded body in which the plate-like powder is substantially completely plane-oriented.

【0083】成形方法については、板状粉末を配向させ
ることが可能な方法であれば良く、特に限定されるもの
ではない。板状粉末を面配向させる成形方法としては、
具体的には、ドクターブレード法、プレス成形法、圧延
法、押出法(テープ状)等が好適な一例として挙げられ
る。また、板状粉末を軸配向させる方法としては、具体
的には、押出成形法(非テープ状)が好適な一例として
挙げられる。
The molding method is not particularly limited as long as it can orient the plate-like powder. As a molding method for orienting the plate-like powder in a plane,
Specifically, a doctor blade method, a press molding method, a rolling method, an extrusion method (tape shape) and the like can be mentioned as suitable examples. Further, as a method for axially orienting the plate-like powder, specifically, an extrusion molding method (non-tape shape) is mentioned as a preferable example.

【0084】また、板状粉末が面配向した成形体(以
下、これを「面配向成形体」という。)の厚さを増した
り、配向度を上げるために、面配向成形体に対し、さら
に、積層圧着、プレス、圧延などの処理(以下、これを
「面配向処理」という。)を行っても良い。この場合、
面配向成形体に対して、いずれか1種類の面配向処理を
行っても良く、あるいは、2種以上の面配向処理を行っ
ても良い。また、面配向成形体に対して、1種類の面配
向処理を複数回繰り返して行っても良く、あるいは、2
種以上の面配向処理をそれぞれ複数回繰り返し行っても
良い。
Further, in order to increase the thickness of the molded product in which the plate-like powder is surface-oriented (hereinafter referred to as "plane-oriented molded product") and to increase the degree of orientation, Processing such as stacking pressure bonding, pressing, and rolling (hereinafter, referred to as “plane orientation processing”) may be performed. in this case,
Any one type of surface orientation treatment may be performed on the surface orientation molded body, or two or more types of surface orientation treatment may be performed. In addition, one kind of surface orientation treatment may be repeated a plurality of times for the surface orientation molded body, or 2
You may repeat the surface orientation process of 1 or more types multiple times, respectively.

【0085】次に、焼結工程について説明する。焼結工
程は、成形工程で得られた成形体を加熱し、板状粉末と
層状酸化物生成原料とを反応させる工程である。板状粉
末と層状酸化物生成原料とを含む成形体を所定の温度に
加熱すると、これらの反応によってコバルト層状酸化物
が生成すると同時に、生成したコバルト層状酸化物の焼
結も進行する。
Next, the sintering process will be described. The sintering step is a step of heating the molded body obtained in the molding step to react the plate-like powder with the layered oxide forming raw material. When a molded body containing the plate-like powder and the layered oxide-forming raw material is heated to a predetermined temperature, a cobalt layered oxide is produced by these reactions, and at the same time, the produced cobalt layered oxide is also sintered.

【0086】加熱温度は、反応及び焼結が効率よく進行
するように、使用する板状粉末、層状酸化物生成原料、
作製しようとする結晶配向セラミックスの組成等に応じ
て最適な温度を選択すればよいが、800℃以上120
0℃以下が好ましい。例えば、Co(OH)板状粉末と
CaCOから、CaCo組成を有する結晶配
向セラミックスを作製する場合、加熱温度は、異相が生
じない930℃以下が好ましい。また、加熱時間は、所
定の焼結体密度が得られるように、加熱温度に応じて最
適な値を選択すればよい。
The heating temperature is such that the plate-like powder to be used, the layered oxide forming raw material,
The optimum temperature may be selected according to the composition of the crystallographically-oriented ceramic to be produced, but the temperature is 800 ° C or higher and 120
It is preferably 0 ° C or lower. For example, when a crystallographically-oriented ceramic having a Ca 3 Co 4 O 9 composition is produced from Co (OH) 2 plate-like powder and CaCO 3 , the heating temperature is preferably 930 ° C. or lower at which no different phase occurs. Further, the heating time may be selected as an optimum value depending on the heating temperature so that a predetermined sintered body density can be obtained.

【0087】さらに、加熱方法としては、室温から所定
温度に徐々に昇温する方法や、あらかじめ所定温度に加
熱した炉内に配向成形体を導入し、一気に加熱する方法
など、作製しようとする結晶配向セラミックスの組成な
どに応じて、最適な方法を選択すればよい。
Further, as a heating method, a method of gradually raising the temperature from room temperature to a predetermined temperature, a method of introducing the oriented compact into a furnace preheated to a predetermined temperature and heating the crystal at once, etc. The optimum method may be selected according to the composition of the oriented ceramics.

【0088】また、焼結工程は、酸素が存在する雰囲気
下(すなわち、大気中又は酸素中)で行うのが好まし
い。酸素を含まない雰囲気下で成形体を加熱すると、得
られる結晶配向セラミックス中の酸素量が減少し、熱電
特性が低下する場合があるので好ましくない。特に、酸
素中において成形体を加熱すると、高い熱電特性を有す
る結晶配向セラミックスが得られる。
Further, the sintering step is preferably performed in an atmosphere in which oxygen is present (that is, in the air or in oxygen). It is not preferable to heat the molded body in an oxygen-free atmosphere because the amount of oxygen in the obtained crystallographically-oriented ceramic may decrease and the thermoelectric properties may deteriorate. In particular, when the molded body is heated in oxygen, a crystallographically-oriented ceramic having high thermoelectric properties can be obtained.

【0089】なお、バインダを含む成形体の場合、焼結
工程の前に、脱脂を主目的とする熱処理を行っても良
い。この場合、脱脂の温度は、特に限定されるものでは
なく、少なくともバインダを熱分解させるに十分な温度
であれば良い。但し、出発原料として、Na等の低融点
金属を含む化合物を用いる場合には、Na等の蒸発を防
ぐために、500℃以下で脱脂を行うのが好ましい。ま
た、脱脂は、酸素が存在する雰囲気下で行うのが好まし
い。
In the case of a compact containing a binder, a heat treatment mainly for degreasing may be performed before the sintering step. In this case, the degreasing temperature is not particularly limited as long as it is at least a temperature sufficient to thermally decompose the binder. However, when a compound containing a low melting point metal such as Na is used as a starting material, it is preferable to perform degreasing at 500 ° C. or lower in order to prevent evaporation of Na or the like. Degreasing is preferably performed in an atmosphere in which oxygen exists.

【0090】また、配向成形体の脱脂を行うと、配向成
形体中の板状粉末の配向度が低下したり、あるいは、反
応が進行して配向成形体が膨張する場合がある。このよ
うな場合には、脱脂を行った後、焼結を行う前に、配向
成形体に対して、さらに静水圧(CIP)処理を行うの
が好ましい。脱脂後の配向成形体に対して、さらに静水
圧処理を行うと、脱脂に伴う配向度の低下、あるいは、
配向成形体の密度低下に起因する焼結体密度の低下を抑
制できるという利点がある。
When the oriented compact is degreased, the degree of orientation of the plate-like powder in the oriented compact may be lowered, or the reaction may proceed to expand the oriented compact. In such a case, after degreasing and before sintering, it is preferable to further subject the oriented compact to a hydrostatic pressure (CIP) treatment. When the hydrostatic pressure treatment is further performed on the degreased oriented molded body, the degree of orientation is decreased due to degreasing, or
There is an advantage that it is possible to suppress the decrease in the density of the sintered body due to the decrease in the density of the oriented compact.

【0091】次に、本発明に係る結晶配向セラミックス
の製造方法の作用について説明する。板状粉末及び層状
酸化物生成原料を混合し、これを板状粉末に対して剪断
応力が作用するような成形方法を用いて成形すると、板
状粉末が成形体中に配向する。このような配向成形体を
所定の温度で加熱すると、板状粉末と層状酸化物生成原
料とが反応し、コバルト層状酸化物が生成する。
Next, the operation of the method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to the present invention will be described. When the plate-like powder and the layered oxide forming raw material are mixed and formed by a forming method in which shear stress acts on the plate-like powder, the plate-like powder is oriented in the formed body. When such an oriented compact is heated at a predetermined temperature, the plate-like powder reacts with the layered oxide forming raw material to form a cobalt layered oxide.

【0092】この時、板状粉末の発達面とコバルト層状
酸化物のCoO層との間には格子整合性があるので、
板状粉末の発達面が、生成したコバルト層状酸化物の
{00l}面として承継される。その結果、焼結体中に
は、{00l}面が一方向に配向した状態で、コバルト
層状酸化物の板状結晶が成長し、各結晶粒の{00l}
面が高い配向度で配向した結晶配向セラミックスが得ら
れる。
At this time, since there is lattice matching between the developed surface of the plate-like powder and the CoO 2 layer of the cobalt layered oxide,
The developed surface of the plate-like powder is succeeded as the {001} surface of the produced cobalt layered oxide. As a result, in the sintered body, a plate-like crystal of a cobalt layered oxide was grown with the {001} plane oriented in one direction, and {001} of each crystal grain was formed.
It is possible to obtain a crystallographically-oriented ceramic whose planes are oriented with a high degree of orientation.

【0093】本発明に係る製造方法は、通常のセラミッ
クスプロセスをそのまま用いることができるので、低コ
ストである。また、{00l}面の配向度が高いだけで
なく、配向度及び組成が均一な結晶配向セラミックスが
得られる。さらに、本発明に係る製造方法により得られ
る結晶配向セラミックスは、多結晶体であるので、単結
晶より破壊靱性が大きく、また、粒界や空孔でフォノン
が散乱されるので、単結晶より熱伝導率が低くなる。一
方、本発明に係る製造方法により得られる結晶配向セラ
ミックスは、電気伝導度の高い面が配向しているため、
無配向セラミックスより高い電気伝導度を示す。そのた
め、本発明に係る製造方法により得られた結晶配向セラ
ミックスを熱電変換材料として用いれば、耐久性及び熱
電特性に優れた熱電変換素子を作製することができる。
The manufacturing method according to the present invention is low in cost because the ordinary ceramics process can be used as it is. Further, it is possible to obtain a crystallographically-oriented ceramic having not only a high degree of orientation on the {001} plane but also a uniform degree of orientation and composition. Furthermore, since the crystallographically-oriented ceramics obtained by the manufacturing method according to the present invention is a polycrystalline body, it has a higher fracture toughness than a single crystal, and since phonons are scattered at grain boundaries and vacancies, it is more heat The conductivity is low. On the other hand, in the crystallographically-oriented ceramic obtained by the production method according to the present invention, the plane having high electrical conductivity is oriented,
It has higher electrical conductivity than non-oriented ceramics. Therefore, when the crystallographically-oriented ceramic obtained by the manufacturing method according to the present invention is used as a thermoelectric conversion material, a thermoelectric conversion element having excellent durability and thermoelectric characteristics can be manufactured.

【0094】[0094]

【実施例】(実施例1)以下の手順に従い、Co(OH)
板状粉末を合成した。まず、濃度0.1mol/lの
CoCl水溶液、及び、濃度0.4mol/lのNa
OH水溶液を調製した。次いで、600mlのCoCl
水溶液に対し、300mlのNaOH水溶液を100
ml/hの速度で滴下した。これにより、溶液中には、
青色の沈殿物(Co(OH))が生成した。
Example (Example 1) Co (OH)
Two plate-like powders were synthesized. First, a CoCl 2 aqueous solution with a concentration of 0.1 mol / l and Na with a concentration of 0.4 mol / l
An aqueous OH solution was prepared. Then 600 ml CoCl
For 2 aqueous solutions, add 300 ml of NaOH aqueous solution to 100
It was added dropwise at a rate of ml / h. As a result, in the solution,
A blue precipitate (Co (OH) 2 ) formed.

【0095】NaOH水溶液の滴下が終了した後、N
バブリングしながら溶液を撹拌し、室温で24時間熟成
させることによりピンク色の結晶(Co(OH))が得
られた。この結晶を吸引濾過し、室温でNガスにより
24時間乾燥させた。図1に、得られた粉末のSEM写
真を示す。本実施例で得られたCo(OH)粉末は、六
角形を呈する板状粉末であった。また、板状粉末の平均
粒径は0.5μmであり、平均アスペクト比は約5であ
った。
After the dropping of the aqueous NaOH solution was completed, N 2
The solution was stirred while bubbling, and aged at room temperature for 24 hours to obtain pink crystals (Co (OH) 2 ). The crystals were suction filtered and dried at room temperature with N 2 gas for 24 hours. FIG. 1 shows an SEM photograph of the obtained powder. The Co (OH) 2 powder obtained in this example was a hexagonal plate-like powder. The average particle size of the plate-like powder was 0.5 μm, and the average aspect ratio was about 5.

【0096】(実施例2)図2に示す手順に従い、Ca
Co組成を有する結晶配向セラミックスを作製
した。まず、ステップ1(以下、これを単に「S1」と
いう。)において、CaCO粉末(平均粒径0.2μ
m)、実施例1で合成したCo(OH)板状粉末、トル
エン及び無水エタノールをそれぞれ容器に所定量計り取
った。次いで、これらの原料をボールミルに入れ、24
時間湿式混合した(S2)。混合終了後、スラリーに所
定量のバインダー及び可塑剤を添加し(S3)、さらに
ボールミルで3時間湿式混合した(S4)。表1に、各
原料の仕込量を示す。
Example 2 According to the procedure shown in FIG. 2, Ca
A crystallographically-oriented ceramic having a 3 Co 4 O 9 composition was produced. First, in step 1 (hereinafter, simply referred to as “S1”), CaCO 3 powder (average particle size 0.2 μm) is used.
m), Co (OH) 2 plate-like powder synthesized in Example 1, toluene and absolute ethanol were weighed in predetermined amounts in respective containers. Then, put these raw materials in a ball mill,
It was wet-mixed for an hour (S2). After the mixing was completed, a predetermined amount of binder and plasticizer were added to the slurry (S3), and further wet-mixed for 3 hours with a ball mill (S4). Table 1 shows the charged amount of each raw material.

【0097】[0097]

【表1】 [Table 1]

【0098】次に、スラリーをポットから取り出し、テ
ープキャストにより厚さ約100μmのシート状に成形
した(S5)。さらに、得られたシートを重ね合わせ、
温度:80℃、圧力:10MPaの条件で圧着した(S
6)。
Next, the slurry was taken out of the pot and formed into a sheet having a thickness of about 100 μm by tape casting (S5). Furthermore, stack the obtained sheets,
Pressure bonding was performed under the conditions of temperature: 80 ° C. and pressure: 10 MPa (S
6).

【0099】次に、得られた成形体を、大気中におい
て、温度:700℃、加熱時間:2時間の条件下で脱脂
した(S7)。次いで、脱脂後の成形体を圧力:300
MPaの条件下で加圧成形(静水圧処理)した(S
8)。さらに、この成形体を、酸素中において、温度:
920℃、加熱時間:48hrの条件下で焼結した(S
9)。
Next, the obtained molded body was degreased in the atmosphere under the conditions of temperature: 700 ° C. and heating time: 2 hours (S7). Next, the molded body after degreasing is subjected to pressure: 300
Pressure molding (hydrostatic pressure treatment) under the condition of MPa (S
8). Further, the molded body was subjected to a temperature:
Sintered under the conditions of 920 ° C. and heating time: 48 hr (S
9).

【0100】(実施例3)まず、実施例2と同一の手順
(図2のS1からS7まで)に従い、Co(OH) 板状
粉末を面配向させた成形体を作製し、これを脱脂した。
次に、得られた脱脂体に対して静水圧処理を行うことな
く、そのまま焼結炉に入れ、酸素中において加圧焼結を
行った。なお、加圧焼結は、圧力:2MPa、加熱温
度:920℃、加熱時間:48hrの条件下で行った。
また、圧力は、テープ面に対して垂直な方向から印加し
た。
(Embodiment 3) First, the same procedure as in Embodiment 2
According to (from S1 to S7 in FIG. 2), Co (OH) TwoPlate
A molded body in which the powder was plane-oriented was prepared and degreased.
Next, do not subject the obtained degreased body to hydrostatic pressure treatment.
Then, put it in the sintering furnace as it is, and perform pressure sintering in oxygen.
went. The pressure sintering is performed under pressure: 2 MPa and heating temperature.
The temperature was 920 ° C. and the heating time was 48 hours.
The pressure is applied from the direction perpendicular to the tape surface.
It was

【0101】(実施例4)層状酸化物生成原料として、
CaCO粉末及びNaCO粉末(平均粒径0.2
μm)を用い、Caの5atm%がNaに置換されるよ
うにこれらを配合した以外は、実施例3と同一の手順に
従い、{Ca0.95Na0.05}Co 組成を
有する結晶配向セラミックスを作製した。
Example 4 As a layered oxide forming raw material,
CaCOThreePowder and NaTwoCOThreePowder (average particle size 0.2
μm), 5 atm% of Ca is replaced by Na
The same procedure as in Example 3 except that these ingredients were blended.
Therefore, (Ca0.95Na0.05}ThreeCo FourO9Composition
A crystal oriented ceramic having the above was prepared.

【0102】(実施例5)層状酸化物生成原料として、
CaCO粉末及びNaCO粉末(平均粒径0.2
μm)を用い、Caの10atm%がNaに置換される
ようにこれらを配合した以外は、実施例3と同一の手順
に従い、{Ca0.9Na0.1}Co組成を有
する結晶配向セラミックスを作製した。
Example 5 As a layered oxide forming raw material,
CaCO 3 powder and Na 2 CO 3 powder (average particle size 0.2
.mu.m) and were blended so that 10 atm% of Ca was replaced by Na, and following the same procedure as in Example 3, {Ca 0.9 Na 0.1 } 3 Co 4 O 9 composition was obtained. A crystal oriented ceramic having the above was prepared.

【0103】(比較例1)まず、実施例2と同一の手順
(図2のS1からS7まで)に従い、Co(OH) 板状
粉末を面配向させた成形体を作製し、これを脱脂した。
次に、得られた脱脂体を乳鉢で粉砕し、解砕粉を金型で
予備成形した後、圧力:300MPaでCIP成形を行
った。さらに、得られた成形体を、酸素中において、加
熱温度:920℃、加熱時間:48hrの条件下で焼結
した。
Comparative Example 1 First, the same procedure as in Example 2
According to (from S1 to S7 in FIG. 2), Co (OH) TwoPlate
A molded body in which the powder was plane-oriented was prepared and degreased.
Next, the obtained degreased body is crushed in a mortar and the crushed powder is crushed in a mold.
After preforming, CIP molding is performed at a pressure of 300 MPa.
It was. Further, the obtained molded body is treated in oxygen.
Sintered under conditions of heat temperature: 920 ° C., heating time: 48 hr
did.

【0104】実施例2、3及び比較例1で得られた焼結
体について、テープ面と平行な面に対してX線回折を行
った。図3に、X線回折パターンを示す。なお、Ca
Co の結晶構造の詳細は明らかではないが、図3
においては、上述したA.C.Massetらによる報告(A.C.Ma
sset et al., Phys. Rev. B, 62(1), pp.166-175, 200
0)に従い、面指数を表示した。図3より、実施例2、
3で得られた焼結体は、比較例1に比して、{00l}
面が高い配向度で配向していることがわかる。
Sintering obtained in Examples 2 and 3 and Comparative Example 1
Perform X-ray diffraction on the surface of the body parallel to the tape surface.
It was. The X-ray diffraction pattern is shown in FIG. Note that CaThree
Co FourO9Although the details of the crystal structure of is not clear,
In the report by A.C.Masset et al.
sset et al., Phys. Rev. B, 62 (1), pp.166-175, 200
The surface index is displayed according to (0). From FIG. 3, Example 2,
The sintered body obtained in No. 3 is {001} compared with Comparative Example 1.
It can be seen that the faces are oriented with a high degree of orientation.

【0105】また、図3の結果及び数1の式を用いて、
{00l}面のロットゲーリング法による平均配向度を
求めた。その結果、比較例1の平均配向度は2%である
のに対し、実施例2の平均配向度は73%であり、実施
例3の平均配向度は92%であった。
Further, using the result of FIG. 3 and the expression of Equation 1,
The average orientation degree of the {001} plane by the Lotgering method was obtained. As a result, the average orientation degree of Comparative Example 1 was 2%, the average orientation degree of Example 2 was 73%, and the average orientation degree of Example 3 was 92%.

【0106】次に、実施例3〜5及び比較例1で得られ
た焼結体から、テープ面と平行な方向に沿って棒状試料
を切り出した。次いで、この棒状試料を用いて、180
℃〜700℃の温度範囲において、テープ面と平行な方
向について、ゼーベック係数、熱伝導率及び電気伝導率
を測定した。なお、本発明の実施例において、ゼーベッ
ク係数及び電気伝導率は、熱電特性評価装置(オザワ科
学(株)製、RZ2001)、熱伝導率は、レーザーフ
ラッシュ法熱定数測定装置(真空理工(株)製、TC−
7000)を用いて測定した。さらに、得られたゼーベ
ック係数、電気伝導率及び熱伝導率を用いて、無次元性
能指数ZTを算出した。図4に、その結果を示す。
Next, rod-shaped samples were cut out from the sintered bodies obtained in Examples 3 to 5 and Comparative Example 1 along a direction parallel to the tape surface. Then, using this rod-shaped sample, 180
The Seebeck coefficient, the thermal conductivity, and the electrical conductivity were measured in the temperature range of ℃ to 700 ℃ in the direction parallel to the tape surface. In the examples of the present invention, Seebeck coefficient and electric conductivity are thermoelectric property evaluation devices (RZ2001 manufactured by Ozawa Scientific Co., Ltd.), and thermal conductivity is laser flash method thermal constant measurement device (Vacuum Riko Co., Ltd.). Made, TC-
7000). Further, the dimensionless figure of merit ZT was calculated using the obtained Seebeck coefficient, electric conductivity and thermal conductivity. The result is shown in FIG.

【0107】図4より、実施例3で得られた配向焼結体
の無次元性能指数ZTは、全温度域において、比較例1
の無配向焼結体より大きいことがわかる。これは、電気
伝導率の高い{00l}面を一方向に配向させることに
よって、テープ面と平行な方向の電気伝導率が向上し、
これによって性能指数Zが向上したためである。
From FIG. 4, the dimensionless figure of merit ZT of the oriented sintered body obtained in Example 3 is shown in Comparative Example 1 in the entire temperature range.
It is understood that it is larger than the non-oriented sintered body of No. This is because the {001} plane having high electric conductivity is oriented in one direction to improve the electric conductivity in the direction parallel to the tape surface,
This is because the performance index Z is improved by this.

【0108】また、図4より、CaCoに含ま
れるCaの一部をNaを置換すると無次元性能指数ZT
が向上し、しかも、Na置換量が多くなるほど無次元性
能指数ZTが大きくなることがわかる。Na置換量が1
0atm%である実施例4の場合、700℃における無
次元性能指数ZTは、0.27に達した。これは、絶縁
層に含まれるCaの一部をNaで置換することによっ
て、電導層の電気伝導率、すなわち、テープ面と平行な
方向の電気伝導率が向上したためである。
Also, from FIG. 4, when a part of Ca contained in Ca 3 Co 4 O 9 is replaced with Na, the dimensionless figure of merit ZT
It can be seen that the dimensionless figure of merit ZT increases as the amount of Na substitution increases. Na substitution amount is 1
In the case of Example 4 with 0 atm%, the dimensionless figure of merit ZT at 700 ° C. reached 0.27. This is because the electric conductivity of the conductive layer, that is, the electric conductivity in the direction parallel to the tape surface was improved by replacing a part of Ca contained in the insulating layer with Na.

【0109】(実施例6)実施例1で得られたCo(O
H)板状粉末、CaCO粉末(平均粒径0.2μ
m)及びBi粉末(平均粒径0.3μm)を用
い、これらを化学量論比となるように配合した以外は、
実施例2と同一の手順に従い、{Ca0.9Bi 0.1}
Co組成を有する結晶配向セラミックスを作製
した。
Example 6 Co (O) obtained in Example 1
H)TwoPlate powder, CaCOThreePowder (average particle size 0.2μ
m) and BiTwoOThreeUse powder (average particle size 0.3μm)
Yes, except that these were blended in a stoichiometric ratio,
Following the same procedure as in Example 2, (Ca0.9Bi 0.1}
ThreeCoFourO9Preparation of crystal-oriented ceramics with composition
did.

【0110】得られた結晶配向セラミックスについて、
実施例3と同一条件下で、{00l}面の平均配向度及
び無次元性能指数を測定した。その結果、{00l}面
の平均配向度は82%、600Kにおける無次元性能指
数ZTは0.158であった。
With respect to the obtained crystallographically-oriented ceramics,
Under the same conditions as in Example 3, the average orientation degree of the {001} plane and the dimensionless figure of merit were measured. As a result, the average degree of orientation of the {001} plane was 82%, and the dimensionless figure of merit ZT at 600K was 0.158.

【0111】(比較例2)Co(OH)板状粉末に代え
て、無定形のCo(OH)粉末(平均粒径0.1μm)
を用いた以外は、実施例6と同一の手順に従い、{Ca
0.9Bi0.1} Co組成を有する無配向セ
ラミックスを作製した。
Comparative Example 2 Co (OH)TwoInstead of plate powder
And amorphous Co (OH)TwoPowder (average particle size 0.1 μm)
Following the same procedure as in Example 6, except that
0.9Bi0.1} ThreeCoFourO9Unoriented cell with composition
Ramix was made.

【0112】得られた無配向セラミックスについて、実
施例2と同一条件下で、{00l}面の平均配向度及び
無次元性能指数を測定した。その結果、{00l}面の
平均配向度は10%、600Kにおける無次元性能指数
ZTは0.091であった。
With respect to the obtained non-oriented ceramics, the average orientation degree of the {001} plane and the dimensionless figure of merit were measured under the same conditions as in Example 2. As a result, the average degree of orientation of the {001} plane was 10%, and the dimensionless figure of merit ZT at 600K was 0.091.

【0113】(実施例7)実施例1で得られたCo(O
H)板状粉末、Bi粉末(平均粒径0.3μ
m)及びSrCO粉末(平均粒径0.3μm)を用
い、これらを化学量論比となるように配合した以外は、
実施例2と同一の手順に従い、BiSrCo
組成を有する結晶配向セラミックスを作製した。
Example 7 The Co (O) obtained in Example 1 was used.
H)TwoPlate powder, BiTwoOThreePowder (average particle size 0.3μ
m) and SrCOThreeUse powder (average particle size 0.3μm)
Yes, except that these were blended in a stoichiometric ratio,
Following the same procedure as in Example 2, BiTwoSrTwoCo TwoO9
A crystallographically-oriented ceramic having a composition was produced.

【0114】得られた結晶配向セラミックスについて、
実施例3と同一条件下で、{00l}面の平均配向度及
び無次元性能指数を測定した。その結果、{00l}面
の平均配向度は71%、600Kにおける無次元性能指
数ZTは0.097であった。
Regarding the obtained crystallographically-oriented ceramics,
Under the same conditions as in Example 3, the average orientation degree of the {001} plane and the dimensionless figure of merit were measured. As a result, the average degree of orientation of the {001} plane was 71%, and the dimensionless figure of merit ZT at 600K was 0.097.

【0115】(比較例2)Co(OH)板状粉末に代え
て、無定形のCo(OH)粉末(平均粒径0.1μm)
を用いた以外は、実施例7と同一の手順に従い、Bi
SrCo組成を有する無配向セラミックスを作
製した。
Comparative Example 2 Amorphous Co (OH) 2 powder (average particle size 0.1 μm) was used instead of Co (OH) 2 plate-like powder.
According to the same procedure, as in Example 7 except for using, Bi 2
A non-oriented ceramic having a Sr 2 Co 2 O 9 composition was produced.

【0116】得られた無配向セラミックスについて、実
施例2と同一条件下で、{00l}面の平均配向度及び
無次元性能指数を測定した。その結果、{00l}面の
平均配向度は8%、600Kにおける無次元性能指数Z
Tは0.035であった。
With respect to the obtained non-oriented ceramics, the average orientation degree of the {001} plane and the dimensionless figure of merit were measured under the same conditions as in Example 2. As a result, the average degree of orientation of the {001} plane is 8%, and the dimensionless figure of merit Z at 600K is
T was 0.035.

【0117】以上、本発明の実施の形態について詳細に
説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
改変が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. .

【0118】例えば、上記実施例2では、焼結法として
常圧焼結法が用いられているが、常圧焼結後に、さらに
HIP処理あるいはホットプレス処理を行っても良い。
特に、ホットプレス処理を行った場合には、緻密な結晶
配向セラミックスが得られることに加え、ホットプレス
時の一軸加圧によって{00l}面配向度をさらに向上
させることができる。
For example, in Example 2 above, the atmospheric pressure sintering method is used as the sintering method, but after the atmospheric pressure sintering, HIP processing or hot press processing may be further performed.
In particular, when hot pressing is performed, in addition to obtaining a dense crystallographically-oriented ceramic, the degree of {001} plane orientation can be further improved by uniaxial pressing during hot pressing.

【0119】また、例えば、上記実施例では、ドクター
ブレード法によるテープキャストによって板状粉末を面
配向させているが、押出成形法を用いて、板状粉末を軸
配向させても良い。板状粉末をこのように軸配向させた
場合であっても、無配向焼結体より高い性能指数を有す
る結晶配向セラミックスが得られる。また、押出成形法
を用いると、ある程度の厚さを有する焼結体を低コスト
で作製できるという利点がある。
Further, for example, although the plate-like powder is surface-oriented by tape casting by the doctor blade method in the above embodiment, the plate-like powder may be axially oriented by an extrusion molding method. Even when the plate-like powder is axially oriented in this way, a crystal-oriented ceramic having a higher figure of merit than an unoriented sintered body can be obtained. Further, the extrusion molding method has an advantage that a sintered body having a certain thickness can be manufactured at low cost.

【0120】また、上記実施の形態では、板状粉末とし
てコバルト化合物を用い、層状酸化物生成原料として、
第2化合物、第3化合物及び第4化合物を用いた例につ
いて主に説明したが、層状酸化物生成原料としてさらに
不定形のコバルト化合物粉末を用いても良い。この場
合、目的とする結晶配向セラミックスが得られるよう
に、コバルト化合物の板状粉末、並びに、コバルト化合
物の不定形粉末、第2化合物、第3化合物及び第4化合
物を所定の比率で配合すれば良い。
In the above embodiment, a cobalt compound is used as the plate-like powder, and a layered oxide producing material is
Although the example using the second compound, the third compound, and the fourth compound has been mainly described, an amorphous cobalt compound powder may be used as the layered oxide forming raw material. In this case, if the plate-like powder of the cobalt compound, and the amorphous powder of the cobalt compound, the second compound, the third compound and the fourth compound are blended in a predetermined ratio so that the intended crystallographically-oriented ceramic is obtained. good.

【0121】さらに、本発明に係る結晶配向セラミック
スは、高い性能指数を示すので、熱電発電器、精密温度
制御装置、恒温装置、冷暖房装置、冷蔵庫、時計用電源
等に用いられる熱電発電素子を構成する熱電変換材料と
して特に好適であるが、本発明の用途はこれに限定され
るものではなく、巨大磁気抵抗効果を利用した各種の電
子素子(例えば、磁気ヘッド)にも応用することができ
る。
Further, since the crystallographically-oriented ceramics according to the present invention has a high figure of merit, it constitutes a thermoelectric power generating element used in a thermoelectric generator, a precision temperature control device, a constant temperature device, a cooling and heating device, a refrigerator, a power supply for a watch and the like. However, the application of the present invention is not limited to this, and can be applied to various electronic elements (for example, magnetic heads) utilizing the giant magnetoresistive effect.

【0122】[0122]

【発明の効果】本発明に係る結晶配向セラミックスは、
コバルト層状酸化物の多結晶体からなり、かつ、各結晶
粒の{00l}面が高い配向度で配向しているので、同
一組成を有する無配向セラミックスに比して高い性能指
数を示すという効果がある。
The crystal-oriented ceramics according to the present invention are
An effect of exhibiting a higher figure of merit than non-oriented ceramics having the same composition, since it is composed of a polycrystal of cobalt layered oxide and the {001} planes of each crystal grain are oriented with a high degree of orientation. There is.

【0123】また、本発明に係る結晶配向セラミックス
の製造方法は、成形体中に配向させた板状粉末及び層状
酸化物生成原料が反応してコバルト層状酸化物が生成す
る際に、板状粉末の発達面がコバルト層状酸化物の{0
0l}面として承継されるので、{00l}面の発達し
たコバルト層状酸化物の板状結晶が高い配向度で配向し
た結晶配向セラミックスを容易に製造できるという効果
がある。
Further, the method for producing a crystallographically-oriented ceramics according to the present invention, the plate-like powder is produced when the oriented plate-like powder and the layered oxide forming raw material react with each other to form the cobalt layered oxide. The development surface of cobalt is layered oxide {0
Since it is succeeded as the 0l} plane, there is an effect that the crystal oriented ceramics in which the plate crystals of the cobalt layered oxide with the developed {001} plane are oriented with a high degree of orientation can be easily produced.

【0124】また、Co(OH)、Co、CoO
(OH)又はCoOからなり、かつ、所定の結晶面を発達
面とする板状粉末は、その発達面とコバルト層状酸化物
のCoO層との間に極めて良好な格子整合性があるの
で、コバルト層状酸化物を合成する際に、極めて優れた
反応性テンプレートとして機能し、本発明に係る結晶配
向セラミックスを容易に製造できるという効果がある。
In addition, Co (OH) 2 , Co 3 O 4 , CoO
Since the plate-like powder composed of (OH) or CoO and having a predetermined crystal plane as a development plane has extremely good lattice matching between the development plane and the CoO 2 layer of the cobalt layered oxide, When synthesizing the cobalt layered oxide, there is an effect that it functions as an extremely excellent reactive template and the crystal oriented ceramics according to the present invention can be easily produced.

【0125】さらに、本発明に係る結晶配向セラミック
スは、同一組成を有する無配向セラミックスに比して高
い性能指数を示すので、これを用いて熱電変換素子を構
成すれば、高い性能指数を有する熱電変換素子が得られ
るという効果がある。
Further, the crystal-oriented ceramics according to the present invention has a higher figure of merit than non-oriented ceramics having the same composition. Therefore, if a thermoelectric conversion element is constructed using this, a thermoelectric material having a high figure of merit is obtained. There is an effect that a conversion element can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 沈殿法で合成されたCo(OH)板状粉末の
走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。
FIG. 1 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of a Co (OH) 2 plate-like powder synthesized by a precipitation method.

【図2】 本発明の一実施の形態に係る結晶配向セラミ
ックスの製造方法を示す工程図である。
FIG. 2 is a process drawing showing a method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to an embodiment of the present invention.

【図3】 実施例2、3で得られた結晶配向セラミック
ス及び比較例1で得られた無配向セラミックスのX線回
折パターンである。
3 is an X-ray diffraction pattern of the crystallographically-oriented ceramics obtained in Examples 2 and 3 and the non-oriented ceramics obtained in Comparative Example 1. FIG.

【図4】 実施例3〜5で得られた結晶配向セラミック
ス及び比較例1で得られた無配向セラミックスの温度と
無次元性能指数との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the temperature and the dimensionless figure of merit of the crystal-oriented ceramics obtained in Examples 3 to 5 and the non-oriented ceramics obtained in Comparative Example 1.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 俊彦 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 河本 邦仁 名古屋市北区名城三丁目1 9−401号 Fターム(参考) 4G030 AA03 AA04 AA08 AA17 AA22 AA25 AA27 AA28 AA29 AA31 AA39 AA43 BA01 BA21 CA01 CA02 CA04 CA08 GA01 GA11 GA14 GA17 GA20 GA22 GA25 GA27 4G048 AA02 AB02 AC08 AD04 AD06 AE05 AE06    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Toshihiko Tani             Aichi Prefecture Nagachite Town Aichi District             Ground 1 Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Kunihito Kawamoto             9-401 Meijo 3-chome, Kita-ku, Nagoya-shi F-term (reference) 4G030 AA03 AA04 AA08 AA17 AA22                       AA25 AA27 AA28 AA29 AA31                       AA39 AA43 BA01 BA21 CA01                       CA02 CA04 CA08 GA01 GA11                       GA14 GA17 GA20 GA22 GA25                       GA27                 4G048 AA02 AB02 AC08 AD04 AD06                       AE05 AE06

Claims (29)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コバルトを含有する層状酸化物の多結晶
体からなり、該多結晶体を構成する各結晶粒の{00
l}面の配向度が50%以上である結晶配向セラミック
ス。
1. A layered oxide polycrystal containing cobalt, wherein {00} of each crystal grain constituting the polycrystal is formed.
A crystallographically-oriented ceramic having a degree of orientation of 1} plane of 50% or more.
【請求項2】 前記層状酸化物は、CoO層からなる
第1副格子と、CoO層とは異なる層からなる第2副
格子とが交互に堆積した構造を有するものである請求項
1に記載の結晶配向セラミックス。
Wherein said layered oxide is claim 1 are those having a first sub-grid of CoO 2 layers, a structure in which a second sublattice of different layers are deposited alternately and CoO 2 layers The crystallographically-oriented ceramic according to 1.
【請求項3】 前記第2副格子は、岩塩構造又は歪んだ
岩塩構造を有するものである請求項2に記載の結晶配向
セラミックス。
3. The crystallographically-oriented ceramic according to claim 2, wherein the second sublattice has a rock salt structure or a distorted rock salt structure.
【請求項4】 前記層状酸化物は、一般式: {(Ca1−xCoO3+α}(Co
2+β (但し、Aは、アルカリ金属、アルカリ土類金属及びB
iから選ばれる1種又は2種以上の元素、0≦x≦0.
3、0.5≦y≦2.0、0.85≦{3+α+(2+
β)y}/(3+2y)≦1.15)で表されるもので
ある請求項1に記載の結晶配向セラミックス。
Wherein said layered oxide has the general formula: {(Ca 1-x A x) 2 CoO 3 + α} (Co
O 2 + β ) y (where A is an alkali metal, an alkaline earth metal and B
one or more elements selected from i, 0 ≦ x ≦ 0.
3, 0.5 ≦ y ≦ 2.0, 0.85 ≦ {3 + α + (2+
The crystallographically-oriented ceramic according to claim 1, which is represented by β) y} / (3 + 2y) ≦ 1.15).
【請求項5】 前記層状酸化物は、一般式: (Bi1−xーyCo1+α)(Co
2+β (但し、Bは、アルカリ金属及びアルカリ土類金属から
選ばれる1種又は2種以上の元素、0.2≦x≦0.
8、0≦y<0.5、0.2≦x+y≦1、0.25≦
z≦0.5、0.85≦{1+α+(2+β)z}/
(1+2z)≦1.15)で表されるものである請求項
1に記載の結晶配向セラミックス。
5. The layered oxide has the general formula: (Bi 1−x−y Bx Co y O 1 + α ) (Co
O 2 + β ) z (where B is one or more elements selected from alkali metals and alkaline earth metals, 0.2 ≦ x ≦ 0.
8, 0 ≦ y <0.5, 0.2 ≦ x + y ≦ 1, 0.25 ≦
z ≦ 0.5, 0.85 ≦ {1 + α + (2 + β) z} /
The crystallographically-oriented ceramic according to claim 1, which is represented by (1 + 2z) ≦ 1.15).
【請求項6】 前記層状酸化物は、Coの一部が、0〜
25atm%の範囲でCu、Sn、Mn、Ni、Fe、
Zr及びCrから選ばれる1種又は2種以上の元素Cに
置換されたものである請求項4又は5に記載の結晶配向
セラミックス。
6. In the layered oxide, a part of Co is 0 to
Cu, Sn, Mn, Ni, Fe, in the range of 25 atm%
The crystallographically-oriented ceramic according to claim 4 or 5, which is substituted with one or more elements C selected from Zr and Cr.
【請求項7】 その発達面がコバルトを含有する層状酸
化物のCoO層と格子整合性を有する板状粉末と、該
板状粉末と反応して前記層状酸化物となる層状酸化物生
成原料とを混合する混合工程と、 該混合工程で得られた混合物を前記板状粉末が配向する
ように成形する成形工程と、 該成形工程で得られた成形体を加熱し、前記板状粉末と
前記層状酸化物生成原料とを反応させる焼結工程とを備
えた結晶配向セラミックスの製造方法。
7. A plate-like powder whose developed surface has lattice matching with a CoO 2 layer of a layered oxide containing cobalt, and a layered oxide producing raw material which reacts with the plate-like powder to form the layered oxide. And a molding step of molding the mixture obtained in the mixing step so that the plate-like powder is oriented, and the molded body obtained in the molding step is heated to obtain the plate-like powder. A method for producing a crystallographically-oriented ceramic, comprising a sintering step of reacting the layered oxide-forming raw material.
【請求項8】 前記層状酸化物は、CoO層からなる
第1副格子と、CoO層とは異なる層からなる第2副
格子とが交互に堆積した構造を有するものである請求項
7に記載の結晶配向セラミックスの製造方法。
Wherein said layered oxide claim a first sublattice consisting of CoO 2 layers, and a second sublattice consisting of different layers and CoO 2 layer has the structure deposited alternately 7 The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to 1.
【請求項9】 前記第2副格子は、岩塩構造又は歪んだ
岩塩構造を有するものである請求項8に記載の結晶配向
セラミックスの製造方法。
9. The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 8, wherein the second sublattice has a rock salt structure or a distorted rock salt structure.
【請求項10】 前記層状酸化物は、一般式: {(Ca1−xCoO3+α}(Co
2+β (但し、Aは、アルカリ金属、アルカリ土類金属及びB
iから選ばれる1種又は2種以上の元素、0≦x≦0.
3、0.5≦y≦2.0、0.85≦{3+α+(2+
β)y}/(3+2y)≦1.15)で表されるもので
ある請求項7に記載の結晶配向セラミックスの製造方
法。
Wherein said layered oxide has the general formula: {(Ca 1-x A x) 2 CoO 3 + α} (Co
O 2 + β ) y (where A is an alkali metal, an alkaline earth metal and B
one or more elements selected from i, 0 ≦ x ≦ 0.
3, 0.5 ≦ y ≦ 2.0, 0.85 ≦ {3 + α + (2+
The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 7, wherein β) y} / (3 + 2y) ≦ 1.15).
【請求項11】 前記層状酸化物は、一般式: (Bi1−xーyCo1+α)(Co
2+β (但し、Bは、アルカリ金属及びアルカリ土類金属から
選ばれる1種又は2種以上の元素、0.2≦x≦0.
8、0≦y<0.5、0.2≦x+y≦1、0.25≦
z≦0.5、0.85≦{1+α+(2+β)z}/
(1+2z)≦1.15)で表されるものである請求項
7に記載の結晶配向セラミックスの製造方法。
11. The layered oxide has the general formula: (Bi 1−x−y Bx Co y O 1 + α ) (Co
O 2 + β ) z (where B is one or more elements selected from alkali metals and alkaline earth metals, 0.2 ≦ x ≦ 0.
8, 0 ≦ y <0.5, 0.2 ≦ x + y ≦ 1, 0.25 ≦
z ≦ 0.5, 0.85 ≦ {1 + α + (2 + β) z} /
The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 7, which is represented by (1 + 2z) ≦ 1.15).
【請求項12】 前記層状酸化物は、Coの一部が、0
〜25atm%の範囲でCu、Sn、Mn、Ni、F
e、Zr及びCrから選ばれる1種又は2種以上の元素
Cに置換されたものである請求項10又は11に記載の
結晶配向セラミックスの製造方法。
12. In the layered oxide, part of Co is 0.
Cu, Sn, Mn, Ni, F in the range of up to 25 atm%
The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 10 or 11, which is substituted with one or more elements C selected from e, Zr and Cr.
【請求項13】 前記板状粉末は、Co(OH)、Co
O、CoO(OH)及びCoの内の1種又は2種以
上のコバルト化合物からなる請求項7に記載の結晶配向
セラミックスの製造方法。
13. The plate-like powder is Co (OH) 2 , Co.
The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 7, which comprises one or more cobalt compounds selected from O, CoO (OH), and Co 3 O 4 .
【請求項14】 前記板状粉末は、平均アスペクト比が
3以上である請求項7に記載の結晶配向セラミックスの
製造方法。
14. The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 7, wherein the plate-like powder has an average aspect ratio of 3 or more.
【請求項15】 前記板状粉末は、平均粒径が0.05
μm以上20μm以下である請求項7に記載の結晶配向
セラミックスの製造方法。
15. The plate-like powder has an average particle size of 0.05.
The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 7, which has a size of not less than μm and not more than 20 μm.
【請求項16】 前記層状酸化物生成原料は、1種又は
2種以上のアルカリ土類金属元素を含有する1種又は2
種以上の第2化合物を含むものである請求項13に記載
の結晶配向セラミックスの製造方法。
16. The layered oxide-forming raw material is one or two containing one or more alkaline earth metal elements.
The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 13, which comprises at least one second compound.
【請求項17】 前記第2化合物は、1種又は2種以上
のアルカリ土類金属元素を含有する酸化物、水酸化物、
塩又はアルコキシドである請求項16に記載の結晶配向
セラミックスの製造方法。
17. The second compound is an oxide or hydroxide containing one or more alkaline earth metal elements,
The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 16, which is a salt or an alkoxide.
【請求項18】 前記第2化合物は、その平均粒径が1
0μm以下である請求項17に記載の結晶配向セラミッ
クスの製造方法。
18. The average particle size of the second compound is 1
The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 17, which has a thickness of 0 μm or less.
【請求項19】 前記層状酸化物生成原料は、さらに、
アルカリ金属及びBiの内の1種又は2種以上の第3元
素を含有する1種又は2種以上の第3化合物を含むもの
である請求項16に記載の結晶配向セラミックスの製造
方法。
19. The layered oxide-forming raw material further comprises:
The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 16, which comprises one or more third compounds containing one or more third elements selected from alkali metals and Bi.
【請求項20】 前記第3化合物は、1種又は2種以上
の前記第3元素を含有する酸化物、水酸化物、塩又はア
ルコキシドである請求項19に記載の結晶配向セラミッ
クスの製造方法。
20. The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 19, wherein the third compound is an oxide, a hydroxide, a salt or an alkoxide containing one kind or two or more kinds of the third element.
【請求項21】 前記第3化合物は、その平均粒径が1
0μm以下である請求項20に記載の結晶配向セラミッ
クスの製造方法。
21. The average particle size of the third compound is 1
The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 20, which has a thickness of 0 μm or less.
【請求項22】 前記層状酸化物生成原料は、さらに、
Cu、Sn、Mn、Ni、Fe、Zr及びCrから選ば
れる1種又は2種以上の元素Cを含有する1種又は2種
以上の第4化合物を含むものである請求項16に記載の
結晶配向セラミックスの製造方法。
22. The layered oxide-forming raw material further comprises:
The crystallographically-oriented ceramic according to claim 16, which contains one or more fourth compounds containing one or more elements C selected from Cu, Sn, Mn, Ni, Fe, Zr and Cr. Manufacturing method.
【請求項23】 前記第4化合物は、前記元素Cを含有
する酸化物、水酸化物、塩又はアルコキシドである請求
項22に記載の結晶配向セラミックスの製造方法。
23. The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 22, wherein the fourth compound is an oxide, hydroxide, salt or alkoxide containing the element C.
【請求項24】 前記第4化合物は、その平均粒径が1
0μm以下である請求項23に記載の結晶配向セラミッ
クスの製造方法。
24. The fourth compound has an average particle size of 1
The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 23, which has a thickness of 0 μm or less.
【請求項25】 前記焼結工程は、酸素が存在する雰囲
気下において、前記成形体を加熱するものである請求項
7に記載の結晶配向セラミックスの製造方法。
25. The method for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 7, wherein in the sintering step, the compact is heated in an atmosphere containing oxygen.
【請求項26】 Co(OH)からなり、かつ、{00
l}面を発達面とする板状粉末、Coからなり、
かつ{111}面を発達面とする板状粉末、及びCoO
からなり、かつ{111}面を発達面とする板状粉末か
ら選ばれる1種又は2種以上の板状粉末であって、 請求項1から6までのいずれかに記載の結晶配向セラミ
ックスの製造に用いられる結晶配向セラミックス製造用
板状粉末。
26. A composition comprising Co (OH) 2 and {00
a plate-like powder having a 1} plane as a development plane, Co 3 O 4 ,
And plate-like powder having a {111} plane as a developed plane and CoO
7. The crystallographically-oriented ceramics according to claim 1, which is one or two or more kinds of plate-like powders selected from the plate-like powders consisting of and having a {111} plane as a development plane. A plate-like powder for producing crystal-oriented ceramics used for.
【請求項27】 平均アスペクト比が3以上である請求
項26に記載の結晶配向セラミックス製造用板状粉末。
27. The plate-like powder for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 26, which has an average aspect ratio of 3 or more.
【請求項28】 平均粒径が0.05μm以上20μm
以下である請求項26に記載の結晶配向セラミックス製
造用板状粉末。
28. An average particle size of 0.05 μm or more and 20 μm
The plate-like powder for producing a crystallographically-oriented ceramic according to claim 26, which is as follows.
【請求項29】 請求項1から6までのいずれかに記載
の結晶配向セラミックスを用いた熱電変換素子。
29. A thermoelectric conversion element using the crystallographically-oriented ceramic according to any one of claims 1 to 6.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006111522A (en) * 2004-09-16 2006-04-27 Tokyo Univ Of Science Method for manufacturing thermoelectric conversion material
KR101068615B1 (en) 2009-06-09 2011-09-28 한국과학기술연구원 Manufacturing process for high density calcium-cobalt oxide thermoelectric semiconductor
JP2013063906A (en) * 2005-07-07 2013-04-11 Yokohama National Univ METHOD OF MANUFACTURING ORIENTATION-CONTROLLED Co OXIDE POLYCRYSTAL
JP2013197460A (en) * 2012-03-22 2013-09-30 Toyohashi Univ Of Technology Thermoelectric conversion material and method of manufacturing thermoelectric conversion material
EP2975659A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-20 Epcos AG Ceramic material for a thermoelectric element, thermoelectric element comprising the ceramic material, thermoelectric generator comprising the thermoelectric element and method for producing the ceramic material
JP2016178107A (en) * 2015-03-18 2016-10-06 日本化学工業株式会社 Manufacturing method of thermoelectric conversion material
CN116199270A (en) * 2022-12-20 2023-06-02 科立鑫(珠海)新能源有限公司 Treatment process for reducing wastewater in cobalt oxide production process

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006111522A (en) * 2004-09-16 2006-04-27 Tokyo Univ Of Science Method for manufacturing thermoelectric conversion material
JP2013063906A (en) * 2005-07-07 2013-04-11 Yokohama National Univ METHOD OF MANUFACTURING ORIENTATION-CONTROLLED Co OXIDE POLYCRYSTAL
KR101068615B1 (en) 2009-06-09 2011-09-28 한국과학기술연구원 Manufacturing process for high density calcium-cobalt oxide thermoelectric semiconductor
JP2013197460A (en) * 2012-03-22 2013-09-30 Toyohashi Univ Of Technology Thermoelectric conversion material and method of manufacturing thermoelectric conversion material
EP2975659A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-20 Epcos AG Ceramic material for a thermoelectric element, thermoelectric element comprising the ceramic material, thermoelectric generator comprising the thermoelectric element and method for producing the ceramic material
JP2016178107A (en) * 2015-03-18 2016-10-06 日本化学工業株式会社 Manufacturing method of thermoelectric conversion material
CN116199270A (en) * 2022-12-20 2023-06-02 科立鑫(珠海)新能源有限公司 Treatment process for reducing wastewater in cobalt oxide production process
CN116199270B (en) * 2022-12-20 2023-08-11 科立鑫(珠海)新能源有限公司 Treatment process for reducing wastewater in cobalt oxide production process

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