KR20080003875A - 열전 변환 재료, 그의 제조 방법 및 열전 변환 소자 - Google Patents
열전 변환 재료, 그의 제조 방법 및 열전 변환 소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20080003875A KR20080003875A KR1020077026070A KR20077026070A KR20080003875A KR 20080003875 A KR20080003875 A KR 20080003875A KR 1020077026070 A KR1020077026070 A KR 1020077026070A KR 20077026070 A KR20077026070 A KR 20077026070A KR 20080003875 A KR20080003875 A KR 20080003875A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- thermoelectric conversion
- conversion material
- group
- formula
- molar ratio
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 113
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 95
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 32
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 31
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 14
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 12
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 8
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 3
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- -1 organic acid salt Chemical class 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N barium nitrate Chemical compound [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N strontium nitrate Chemical compound [Sr+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Chemical compound [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007088 Archimedes method Methods 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 description 1
- JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L Copper hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cu+2] JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000005750 Copper hydroxide Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241000877463 Lanio Species 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001553 barium compounds Chemical class 0.000 description 1
- RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L barium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ba+2] RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001863 barium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L barium(2+);oxomethanediolate Chemical compound [Ba+2].[O-][14C]([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940116318 copper carbonate Drugs 0.000 description 1
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001956 copper hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GEZOTWYUIKXWOA-UHFFFAOYSA-L copper;carbonate Chemical compound [Cu+2].[O-]C([O-])=O GEZOTWYUIKXWOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002109 crystal growth method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001631 strontium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003438 strontium compounds Chemical class 0.000 description 1
- AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L strontium dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Sr+2] AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L strontium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Sr+2] UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001866 strontium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G3/00—Compounds of copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G3/00—Compounds of copper
- C01G3/006—Compounds containing, besides copper, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G3/00—Compounds of copper
- C01G3/02—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/45—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/45—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides
- C04B35/4504—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides containing rare earth oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/45—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides
- C04B35/4521—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides containing bismuth oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/6261—Milling
- C04B35/6262—Milling of calcined, sintered clinker or ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/645—Pressure sintering
- C04B35/6455—Hot isostatic pressing
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/85—Thermoelectric active materials
- H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
- H10N10/855—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising compounds containing boron, carbon, oxygen or nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/50—Solid solutions
- C01P2002/52—Solid solutions containing elements as dopants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/50—Solid solutions
- C01P2002/52—Solid solutions containing elements as dopants
- C01P2002/54—Solid solutions containing elements as dopants one element only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/10—Solid density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/32—Thermal properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3203—Lithium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3213—Strontium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3227—Lanthanum oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3229—Cerium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3239—Vanadium oxides, vanadates or oxide forming salts thereof, e.g. magnesium vanadate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3241—Chromium oxides, chromates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3262—Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3272—Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3275—Cobalt oxides, cobaltates or cobaltites or oxide forming salts thereof, e.g. bismuth cobaltate, zinc cobaltite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3279—Nickel oxides, nickalates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3296—Lead oxides, plumbates or oxide forming salts thereof, e.g. silver plumbate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3298—Bismuth oxides, bismuthates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc bismuthate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/604—Pressing at temperatures other than sintering temperatures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
- C04B2235/6583—Oxygen containing atmosphere, e.g. with changing oxygen pressures
- C04B2235/6584—Oxygen containing atmosphere, e.g. with changing oxygen pressures at an oxygen percentage below that of air
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
- C04B2235/6583—Oxygen containing atmosphere, e.g. with changing oxygen pressures
- C04B2235/6585—Oxygen containing atmosphere, e.g. with changing oxygen pressures at an oxygen percentage above that of air
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/77—Density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
- C04B2235/81—Materials characterised by the absence of phases other than the main phase, i.e. single phase materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
- C04B2235/9646—Optical properties
- C04B2235/9661—Colour
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
본 발명은 열전 변환 재료, 그의 제조 방법 및 열전 변환 소자를 제공한다.
열전 변환 재료는 M1, M2 및 산소를 포함하는 금속 산화물을 포함한다.
여기서, M1은 Ca, Sr 및 Ba로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상이고, Li, Na, K, Mg, La, Ce, Nd, Sm, Bi 및 Pb로 이루어지는 군에서 선택되는 원소를 포함할 수도 있다.
M2는 Cu를 필수 원소로 하고, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni로 이루어지는 군에서 선택되는 원소를 포함할 수도 있다.
M1과 M2의 몰비(M2/M1)는 1.2 내지 2.2이다.
열전 변환 재료, 열전 변환 소자, 열전 변환 발전
Description
본 발명은 열전 변환 재료, 그의 제조 방법 및 열전 변환 소자에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 산화물 열전 변환 재료, 그의 제조 방법 및 그것을 포함하는 열전 변환 소자에 관한 것이다.
열전 변환 발전이란, 열전 변환 소자에 온도차를 둠으로써 발생하는 열기전력(熱起電力; 제벡(Seebeck) 효과)을 이용하여, 열 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 것에 의한 발전이다.
열전 변환 소자는 p형 열전 변환 재료 및 n형 열전 변환 재료를 함유하고, 열전 변환 소자의 에너지 변환 효율은 열전 변환 재료의 성능 지수값(Z)에 의존한다. 열전 변환 재료의 성능 지수값(Z)은 그의 재료의 제벡 계수값(α), 전기 전도도값(σ) 및 열전도도값(κ)을 이용하여, 이하의 수학식 1에 의해 구해지는 값으로, 성능 지수 Z가 큰 열전 변환 재료를 함유하는 열전 변환 소자일수록, 에너지 변환 효율이 양호한 열전 변환 소자가 된다.
또한, 산화물 열전 변환 재료로서, 식 ACuO2+δ(A=Y, 알칼리 토류 금속 원소, 희토류 금속 원소)로 표시되는 화합물이 알려져 있다. 문헌[Oxide Thermoelectrics, 2002(ISBN 81-7736-100-7), p.213-234].
문헌에 기재된 화합물은 성능 지수값(Z)이 10-12 내지 10-10 K-1로 작아, 열전 변환 재료에서 성능 지수값(Z)이 보다 큰 재료가 요구되었다.
발명의 개시
본 발명의 목적은, 성능 지수값(Z)이 큰 열전 변환 재료, 그의 제조 방법 및 열전 변환 소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서, 열전 변환 재료에 대하여 예의 연구를 거듭한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 M1, M2 및 산소를 포함하는 금속 산화물을 포함하는 열전 변환 재료를 제공한다.
여기서, M1은 Ca, Sr 및 Ba로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상이고, Li, Na, K, Mg, La, Ce, Nd, Sm, Bi 및 Pb로 이루어지는 군에서 선택되는 원소를 포함할 수도 있다.
M2는 Cu를 필수 원소로 하고, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni로 이루어지는 군에서 선택되는 원소를 포함할 수도 있다.
M1과 M2의 몰비(M2/M1)는 1.2 내지 2.2이다.
본 발명은 M1, M2를 포함하는 금속 화합물의 혼합물을 600 ℃ 내지 1000 ℃에서 소결시키는 열전 변환 재료의 제조 방법을 제공한다.
여기서, M1은 Ca, Sr 및 Ba로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상이고, Li, Na, K, Mg, La, Ce, Nd, Sm, Bi 및 Pb로 이루어지는 군에서 선택되는 원소를 포함할 수도 있다.
M2는 Cu를 필수 원소로 하고, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni로 이루어지는 군에서 선택되는 원소를 포함할 수도 있다.
M1과 M2의 몰비(M2/M1)는 1.2 내지 2.2이다.
또한, 본 발명은 상기 열 변환 재료를 포함하는 열전 변환 소자를 제공한다.
도 1은 실시예 1의 열전 변환 재료 1의 X선 회절 도형을 나타낸다.
도 2는 실시예 1의 열전 변환 재료 1의 전기 전도도값(σ)의 온도 의존성을 나타낸다.
도 3은 실시예 1의 열전 변환 재료 1의 제벡 계수값(α)의 온도 의존성을 나타낸다.
도 4는 실시예 1의 열전 변환 재료 1, 실시예 2의 열전 변환 재료 2, 실시예 3의 열전 변환 재료 3 각각의 성능 지수값(Z)의 온도 의존성을 나타낸다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
열전 변환 재료
본 발명의 열전 변환 재료는 M1, M2 및 산소를 포함하는 금속 산화물을 포함한다.
M1은 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba)과 같은 알칼리 토류 금속이고, 이들 단독 또는 조합일 수도 있다. 또한, M1은 알칼리 토류 금속과, 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 란탄(La), 세륨(Ce), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm), 비스무스(Bi) 또는 납(Pb)과의 조합일 수도 있다.
M2는 구리(Cu), 또는 Cu와 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co) 또는 니켈(Ni)과의 조합이다. Cu는 가수가 2 초과 3 미만인 것이 바람직하다.
또한, M1과 M2의 몰비(M2/M1)는 1.2 이상, 바람직하게는 1.6 이상이고, 2.2 이하, 바람직하게는 1.8 이하이다.
금속 산화물은 열전 변환 재료의 성능 지수값(Z)을 높이는 관점에서 화학식 1로 표시되는 것이 바람직하다.
화학식 1 중, M1은 Ca, Sr 및 Ba와 같은 알칼리 토류 금속을 포함한다. 이들은 단독일 수도 조합일 수도 있다. 또한, M1은 알칼리 토류 금속과 Li, Na, K, Mg, La, Ce, Nd, Sm, Bi, Pb와 같은 다른 금속의 조합을 포함할 수도 있다. 다른 금속도 단독일 수도 조합일 수도 있다.
M2는 Cu를 포함한다. 또한, M2는 Cu와 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni와 같은 다른 금속의 조합을 포함하는 것일 수도 있다.
z는 0 이상 3 이하이다.
금속 산화물은 하기 화학식 2로 표시되는 것이 보다 바람직하다.
화학식 2 중, M11은 Ca, Sr, Ba와 같은 단독 원소; 이들의 조합, 즉 Ca와 Sr의 조합, Ca와 Ba의 조합, Sr과 Ba의 조합; Ca, Sr 및 Ba의 조합이고, 바람직하게는 Sr 단독, Ca 단독, Sr과 Ca의 조합이다.
M12는 Li, Na, K, Mg, La, Ce, Nd, Sm, Bi, Pb와 같은 단독 원소, 또는 이들의 조합이고, 바람직하게는 Bi 단독, La 단독, Bi와 La의 조합이다.
M22는 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni와 같은 단독 원소, 또는 이들의 조합이고, Mn 단독, Co 단독, Mn과 Co의 조합이다.
X는 0 이상 0.5 이하, 바람직하게는 0.3 이하이고, y는 0 이상 0.5 이하, 바람직하게는 0.3 이하이고, z는 0 이상 3 이하, 바람직하게는 2.5 이하이다.
금속 산화물은 열전 변환 재료의 성능 지수값(Z)을 보다 높이는 관점에서, 화학식 2로 표시되는 화합물로서 화학식 (M11 1-xM12 x)2(Cu1-yM22 y)2O3으로 표시되는 부격자와 화학식 (Cu1 - yM22 y)O2로 표시되는 일차원 쇄를 포함하는 부격자가 각각 겹겹이 쌓여 일차원 구조를 갖는 것이 바람직하다. 금속 산화물은, 예를 들면 화학식 Sr14Cu24O41[화학식 2에 있어서 M11은 Sr이고, x=y=z=0임]로 표시되고, 화학식 Sr2Cu2O3으로 표시되는 부격자와 화학식 CuO2로 표시되는 일차원 쇄를 포함하는 부격자가 각각 겹겹이 쌓인 일차원 구조를 갖는다.
열전 변환 재료는 통상, 형태가 분체, 소결체, 바람직하게는 소결체이다. 열전 변환 재료가 소결체인 경우, 열전 변환 재료의 형상 및 치수는 열전 변환 소자로서 적절하면 되고, 형상은, 예를 들면 원주, 원반, 각주, 판, 박막 등이다.
열전 변환 재료가 소결체를 포함하는 경우, 열전 변환 재료의 소결체 밀도는 통상 70 % 이상, 바람직하게는 90 % 이상, 보다 바람직하게는 99 % 이상이다. 소결체 밀도는 열전 변환 재료의 진밀도를 100 %라 했을 때의 상대 밀도이다. 소 결체 밀도가 높은 열전 변환 재료는, 전기 전도도값(σ)이 크고, 또한 기계적 강도가 높다.
또한, 열전 변환 재료는 열전 변환 소자의 전기 특성(예를 들면, 열전 변환 재료에 대하여 전류 방향의 전기 전도도값(σ)을 높임)을 향상시키는 관점에서, 결정축을 동일한 방향으로 배향시키는 것이 바람직하다. 결정축이 배향된 열전 변환 재료는, 예를 들면 배향 소결체, 단결정을 포함한다.
열전 변환 재료의 제조 방법
열전 변환 재료는, 소결에 의해 열전 변환 재료가 되는 금속 화합물의 혼합물을 소결시킴으로써 제조할 수 있고, 예를 들면 금속 또는 금속 화합물을 칭량, 혼합하여 M1 및 M2를 포함하는 혼합물을 얻고, 혼합물을 소결시킴으로써 제조할 수 있다.
M1은 Ca, Sr, Ba와 같은 알칼리 토류 금속이고, 이들 단독 또는 조합일 수도 있다. 또한 M1은 알칼리 토류 금속과 Li, Na, K, Mg, La, Ce, Nd, Sm, Bi 또는 Pb와의 조합일 수도 있다. M2는 Cu, 또는 Cu와 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co 또는 Ni와의 조합이다. 또한, M1과 M2의 몰비(M2/M1)는 1.2 이상, 바람직하게는 1.6 이상이고, 2.2 이하, 바람직하게는 1.8 이하이다.
예를 들면, 화학식 Sr7Ca7Cu24O41로 표시되는 금속 산화물을 포함하는 열전 변 환 재료를 제조하는 경우, M1이 Ca와 Sr의 조합, M2가 Cu이고, M1과 M2의 비(M2/M1)가 1.7(≒24/14)인 혼합물을 제조할 수 있다.
원료로서 사용되는 금속은 Ca, Sr, Ba, Mg, Li, Na, K, La, Ce, Nd, Sm, Bi, Pb, Cu, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni이다.
또한, 원료로서 사용되는 금속 화합물은 상기 금속을 함유하는 화합물이고, 예를 들면 산화물, 또는 수산화물, 탄산염, 질산염, 할로겐화물, 유기산염(옥살산염 등)과 같은, 고온에서 분해 및/또는 산화되어 산화물이 되는 것을 들 수 있다.
칼슘 화합물은 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 질산칼슘, 염화칼슘이고, 바람직하게 탄산칼슘이다.
스트론튬 화합물은 산화스트론튬, 수산화스트론튬, 탄산스트론튬, 질산스트론튬, 염화스트론튬이고, 바람직하게는 탄산스트론튬이다.
바륨 화합물은 산화바륨, 수산화바륨, 탄산바륨, 질산바륨, 염화바륨이고, 바람직하게는 탄산바륨이다.
구리 화합물은 산화구리, 수산화구리, 탄산구리, 질산구리, 염화구리이고, 바람직하게는 산화구리이다.
다른 금속의 화합물에 대해서도, 동일하게 산화물, 수산화물, 탄산염, 질산염, 할로겐화물, 유기산염을 들 수 있다.
혼합은 상기 몰비(M2/M1)를 만족시키는 균일한 혼합물이 얻어지는 방법으로 행할 수 있고, 건식, 습식 중 어느 방식으로 행할 수도 있다. 혼합은, 예를 들면 볼 밀, V형 혼합기, 진동 밀, 애트리터, 다이노 밀, 다이나믹 밀 등을 이용하여 행할 수 있다. 예를 들면, 화학식 Sr7Ca7Cu24O41로 표시되는 금속 산화물을 포함하는 열전 변환 재료를 제조하는 경우, CaCO3, SrCO3, CuO를 포함하는 원료 분말을 Ca:Sr:Cu의 몰비가 7:7:24인 것을 만족시키도록 칭량하고, 상기 장치를 이용하여 혼합할 수 있다. 화학식 Sr7Ca7Cu20Co4O41로 표시되는 금속 산화물을 포함하는 열전 변환 재료를 제조하는 경우, CaCO3, SrCO3, CuO, Co3O4를 포함하는 원료 분말을 Ca:Sr:Cu:Co의 몰비가 7:7:20:4인 것을 만족시키도록 칭량하여 혼합할 수 있다. 또한, 화학식 Sr7Ca7Cu20Mn4O41로 표시되는 금속 산화물을 포함하는 열전 변환 재료를 제조하는 경우, CaCO3, SrCO3, CuO, MnO2를 포함하는 원료 분말을 Ca:Sr:Cu:Mn의 몰비가 7:7:20:4인 것을 만족시키도록 칭량하여 혼합할 수 있다.
이 때, 혼합 분말의 평균 입경은 통상 약 10 nm 이상 약 100 ㎛ 이하이다.
혼합물이 고온에서 분해 및/또는 산화되어 산화물이 되는 화합물을 포함하는 경우, 혼합물을 소성(calcination)시키는 것이 바람직하다. 소성은, 예를 들면 혼합물을 통상 500 ℃ 이상, 바람직하게는 600 ℃ 이상, 통상 900 ℃ 이하, 바람직하게는 800 ℃ 이하, 0.5 시간 이상 24 시간 이내의 조건에서 행할 수 있다. 소성은 통상적으로 공기, 산소와 같은 산화 분위기하에서 행할 수 있다. 소성에 의해, 혼합물 중의 수산화물, 탄산염, 질산염, 할로겐화물, 유기산염 등을 산화물로 만들거나, 또는 이들로부터 탄산 가스, 결정수를 제거할 수도 있다. 또한, 균일한 조성 이나 균일한 구조의 소결체를 얻는 관점, 또는 소결시 변형을 억제하는 관점에서 소성을 행할 수도 있다.
소성 후, 혼합물을 분쇄하고, 상기 방법에 의해 더 혼합할 수도 있다. 분쇄는, 예를 들면 볼 밀, 진동 밀, 애트리터, 다이노 밀, 다이나믹 밀 등을 이용하여 행할 수 있다. 얻어진 혼합 분말의 평균 입경은 통상 약 10 nm 이상 약 100 ㎛ 이하이다. 또한, 소성 및 분쇄, 혼합은 2회 이상 반복할 수도 있다.
또한, 소결 전에 성형을 행하는 것이 바람직하고, 혼합물, 소성된 혼합물 또는 분쇄된 혼합물을 성형하는 것이 바람직하다. 그 중에서도 소성 후에 분쇄된 혼합물을 성형하는 것이 보다 바람직하다.
성형은 건식, 습식 중 어느 방식으로 행할 수도 있고, 통상 혼합물은 열전 변환 소자로서 적절한 형상(예를 들면, 판, 각, 원주)으로 성형된다. 성형은, 예를 들면 일축 프레스, 냉간 정수압 프레스(CIP), 기계식 가압, 핫 프레스, 열간 등압 프레스(HIP), 닥터 블레이드법을 이용하여 행할 수 있다. 성형은, 성형성을 향상시키기 위해서, 결합제, 분산제, 이형제 등을 첨가하여 행할 수도 있다. 프레스 성형의 경우, 성형압은 통상 약 10 kg/cm2 이상 약 2000 kg/cm2 이하이다.
소결은, 혼합물이 소결체가 되는 온도(또한 임의의 소성을 행할 때는 소성 온도보다 높은 온도)에서 행할 수 있고, 600 ℃ 이상, 바람직하게는 800 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 900 ℃ 이상이고, 1000 ℃ 이하, 바람직하게는 960 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 950 ℃ 이하에서 행할 수 있다. 소결 시간은 통상 0.5 시간 이 상, 48 시간 이내이다. 소결 분위기는 통상적으로 대기, 산소와 같은 산화 분위기(예를 들면, 산소 가스 농도가 5 % 이상, 바람직하게는 10 % 이상임)이다. 또한, 소결은 HIP 등을 이용하여 성형을 동시에 행할 수도 있다. 산소 가스 농도가 높은 분위기에서 소결시키면, 예를 들면 M1 14M2 24O41[화학식 1에 있어서 z=0]로 표시되는 금속 산화물을 포함하는 열전 변환 재료가 얻어지고, 한편 산소 가스 농도가 낮은 분위기에서 소결하면, 예를 들면 M1 14M2 24O38[화학식 1에 있어서 z=3]로 표시되는 금속 산화물을 포함하는 열전 변환 재료가 얻어진다.
소결은 2회 이상 반복할 수도 있고, 예를 들면 얻어진 소결체를 분쇄하여 분쇄품을 얻고, 이것을 재차 소결시킬 수도 있다.
열전 변환 재료는 상기 외에, 공침법, 수열법. 드라이업법, 스퍼터링, 화학 기상 퇴적법(CVD), 졸겔법, 부유 대역 용융법(FZ), 템플릿형 단결정 육성법(TSCG)에 의해 제조할 수도 있다.
열전 변환 소자
본 발명의 열전 변환 소자는 상기 열전 변환 재료를 포함한다. 열전 변환 소자로서, 예를 들면 열전 변환 재료, 그것과 쌍을 이루는 다른 열전 변환 재료, 전극 및 임의의 도체를 포함하고, 또한 p형 열전 변환 재료와 n형 열전 변환 재료는 각각의 일단에서, 직접 또는 도체를 개재하여 접합되며, 다른 단에 전극이 접합되어 있는 것(일본 특허 공개(평)5-315657호 공보의 도 13, 14 참조), 또는 열의 양도체이며 전기 절연체인 재료의 양쪽 말단에, p형 또는 n형 열전 변환 재료를 접합시킨 것(일본 특허 공개(평)5-315657호 공보의 도 1 내지 10 참조)을 들 수 있다.
상기 열전 변환 재료를 p형 열전 변환 재료로서 이용하는 경우, 다른 열전 변환 재료에는 n형의 것을 이용한다. n형 열전 변환 재료로서는, 예를 들면 Al을 첨가한 ZnO, CaMnO3, SrTiO3-δ, LaNiO3-δ을 들 수 있다(일본 특허 공개(평)8-186293호 공보, 일본 특허 공개 제2003-142742호, 일본 특허 공개(평)8-231223호, 일본 특허 공개 제2003-282964호 참조). 한편, 상기 열전 변환 재료를 n형 열전 변환 재료로서 이용하는 경우, 다른 열전 변환 재료에는 시판용 p형 열전 변환 재료를 이용한다.
열전 변환 소자는, 예를 들면 p형 열전 변환 재료와 n형 열전 변환 재료를 각각의 일단에서, 직접 또는 도체를 개재하여 접합시키고, 다른 단에 전극을 접합시킴으로써 제조할 수 있다.
본 발명을 실시예에 의해 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 한정되지 않는다. 열전 변환 재료의 열전 특성 및 구조는 하기에서 평가하였다.
전기 전도도: 시료를 직사각형으로 가공하고, 은 페이스트로 백금선을 장착하여 직류 사단자법에 의해 측정하였다. 측정은 대기하에서 실온(약 300 K) 내지 873 K의 범위에서 온도를 변화시켜 행하였다.
제벡 계수: 전기 전도도 측정시와 동일한 형상으로 가공한 시료의 양쪽 말단에, 은 페이스트로 R 열전대 및 백금선을 장착하여, 시료의 온도 및 열기전력을 측정하였다. 측정은 관상로 중에서 실온(약 300 K) 내지 873 K의 범위에서 온도를 변화시켜 행하였다. 시료의 한쪽면에 냉각 가스를 통과시킨 유리관을 접촉시켜 저온부를 만들고, 시료 양쪽 말단의 온도를 R 열전대로 측정하고, 동시에 시료의 양단면 사이에 발생한 열기전력 ΔV도 측정하였다. 냉각 가스의 유량을 제어하여, 시료 양쪽 말단의 온도차 ΔT를 1 내지 10 K의 범위로 제어하였다. ΔT와 ΔV의 그래프로부터, 직선의 기울기를 구하여 제벡 계수 α를 산출하였다.
열전도도: 진공하에 실온(약 300 K)에서, 레이저 플래시법에 의해 시료의 비열 및 열 확산율을 측정하였다. 측정은 신꼬 리꼬 가부시끼가이샤 제조 레이저 플래시법 열전도도 측정 장치 TC-7000형을 이용하여 행하였다.
구조: 시료를 X선 회절 측정 장치(가부시끼가이샤 리가꾸 제조, RINT2500TTR 형)을 이용하여, 분말 X선 회절법에 의해 분석하여 X선 회절 도형을 얻고, 이것을 이용한 구조 해석으로부터 구조를 구하였다.
조성: M2와 M1의 몰비(M2/M1)는 형광 X선 장치(필립스사 제조, PW1480)를 이용하여 구하였다. 산소 몰비는 정밀 칭량한 시료를 산에 용해시킨 용액 중의 금속 이온량을 킬레이트 적정에 의해 측정하고, 산소 몰비를 구하였다.
밀도: 아르키메데스법에 의해 구하였다.
실시예 1
산화구리(CuO, 간토 가가꾸 가부시끼가이샤 제조, 고순도 시약), 탄산스트론튬(SrCO3, 사까이 가가꾸 가부시끼가이샤 제조, SW-K), 탄산칼슘(CaCO3, 우베 마테리알즈 가부시끼가이샤 제조, 3N-A)을 칭량하고, 볼 밀(매체: 직경 10 mm의 철심 플라스틱 피복 볼)을 이용하여 6 시간 혼합하여, Ca:Sr:Cu의 몰비가 7:7:24인 금속 화합물의 혼합물을 얻었다. 혼합물을 대기 분기기하에 700 ℃에서 6 시간 소성시켰다. 소성된 혼합물을 볼 밀(매체: 직경 5 mm의 지르코니아 볼)을 이용하여 분쇄하였다. 분쇄된 혼합물을 일축 프레스 성형 압력: 200 kg/cm2), 이어서 정수압 프레스(성형 압력: 1500 kg/cm2)에 의해 성형하여 원반상 성형체를 얻고, 이것을 대기 분위기하에(산소 가스 농도: 20 %), 950 ℃에서 12 시간 소결하여 열전 변환 재료 1을 얻었다.
열전 변환 재료 1은 흑색을 나타내고, 소결체 밀도가 99 % 이상이었다. 도 1에 열전 변환 재료 1의 X선 회절 도형을 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이 열전 변환 재료 1은 Sr7Ca7Cu24O41 단상을 포함하였다. 열전 변환 재료 1은 (Sr, Ca)2Cu2O3으로 표시되는 부격자 및 화학식 CuO2로 표시되는 일차원 쇄를 포함하는 부격자가 각각 겹겹이 쌓이고, 일차원 구조를 갖는 구조였다.
또한, 조성 분석 결과, 열전 변환 재료 1은 Sr:Ca:Cu:O의 몰비가 7:7:24:41이었다.
열전 변환 재료 1에 대하여, 전기 전도도값(σ)의 온도 의존성을 도 2에, 제 벡 계수값(α)의 온도 의존성을 도 3에 나타내었다. 또한 열전 변환 재료 1의 성능 지수값(Z)의 온도 의존성을 도 4에 나타내었다.
실시예 2
Ca:Sr:Cu의 몰비를 0:14:24로 변경한 것, 소결 분위기를 100 % 산소 가스 분위기(산소 가스 농도: 100 %)로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 열전 변환 재료 2를 얻었다. 열전 변환 재료 2의 여러 물성을 표 1에 나타내었다. 또한, 열전 변환 재료 2의 성능 지수값(Z)의 온도 의존성을 도 4에 나타내었다.
실시예 3
Ca:Sr:Cu의 몰비를 4:10:24로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 열전 변환 재료 3을 얻었다. 열전 변환 재료 3의 여러 물성을 표 1에 나타내었다. 또한, 열전 변환 재료 3의 성능 지수값(Z)의 온도 의존성을 도 4에 나타내었다.
실시예 4
Ca:Sr:Cu의 몰비를 6:8:24로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 열전 변환 재료 4를 얻었다. 열전 변환 재료 4의 여러 물성을 표 1에 나타내었다.
실시예 5
Ca:Sr:Cu의 몰비를 8:8:24로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 열전 변환 재료 5를 얻었다. 열전 변환 재료 5의 여러 물성을 표 1에 나타 내었다.
실시예에 따르면, 열전 변환 재료는 양의 제벡 계수(α)를 가지고, Ca가 증가되면 α가 소멸되었다. Ca 조성이 6 내지 7인 열전 변환 재료는 극대의 전기 전도도(σ)를 나타내었다. 열전 변환 재료는 열전도도(κ)가 충분히 작고, Ca가 증가하면 κ가 감소되었다.
또한, 열전 변환 재료는 성능 지수(Z)가 약 10-6 내지 10-5 K-1이고, 종래의 ACuO2+δ로 표시되는 화합물에 비해 높았다.
본 발명의 열전 변환 재료는 성능 지수 Z가 크고, 에너지 변환 효율이 양호한 열전 변환 소자에 사용된다.
Claims (6)
- M1, M2 및 산소를 포함하는 금속 산화물을 포함하는 열전 변환 재료.여기서, M1은 Ca, Sr 및 Ba로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상이고, Li, Na, K, Mg, La, Ce, Nd, Sm, Bi 및 Pb로 이루어지는 군에서 선택되는 원소를 포함할 수도 있고,M2는 Cu를 필수 원소로 하고, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni로 이루어지는 군에서 선택되는 원소를 포함할 수도 있고,M1과 M2의 몰비(M2/M1)는 1.2 내지 2.2이다.
- 제1항에 있어서, 금속 산화물이 하기 화학식 1로 표시되는 열전 변환 재료.<화학식 1>M1 14M2 24O41-z여기서, M1은 Ca, Sr 및 Ba로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상이고, Li, Na, K, Mg, La, Ce, Nd, Sm, Bi 및 Pb로 이루어지는 군에서 선택되는 원소를 포함할 수도 있고,M2는 Cu를 필수 원소로 하고, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni로 이루어지는 군 에서 선택되는 원소를 포함할 수도 있고,0≤z≤3이다.
- 제1항에 있어서, 금속 산화물이 하기 화학식 2로 표시되는 열전 변환 재료.<화학식 2>(M11 1-xM12 x)14(Cu1-yM22 y)24O41-z여기서, M11은 Ca, Sr 및 Ba로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하고,M12는 Li, Na, K, Mg, La, Ce, Nd, Sm, Bi 및 Pb로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하고,M22는 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하고,0≤x≤0.5,0≤y≤0.5, 및0≤z≤3이다.
- 제1항에 있어서, Cu의 가수가 2 초과 3 미만인 열전 변환 재료.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 열전 변환 재료를 포함하는 열전 변환 소자.
- M1, M2를 포함하는 금속 화합물의 혼합물을 600 ℃ 내지 1000 ℃에서 소결시키는 열전 변환 재료의 제조 방법.여기서, M1은 Ca, Sr 및 Ba로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하고, Li, Na, K, Mg, La, Ce, Nd, Sm, Bi 및 Pb로 이루어지는 군에서 선택되는 원소를 포함할 수도 있고,M2는 Cu를 필수 원소로 하고, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni로 이루어지는 군에서 선택되는 원소를 포함할 수도 있고,M1과 M2의 몰비(M2/M1)는 1.2 내지 2.2이다.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-2005-00115406 | 2005-04-13 | ||
JP2005115406A JP2006294960A (ja) | 2005-04-13 | 2005-04-13 | 熱電変換材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080003875A true KR20080003875A (ko) | 2008-01-08 |
Family
ID=37087140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020077026070A KR20080003875A (ko) | 2005-04-13 | 2006-04-11 | 열전 변환 재료, 그의 제조 방법 및 열전 변환 소자 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1895603A4 (ko) |
JP (1) | JP2006294960A (ko) |
KR (1) | KR20080003875A (ko) |
CN (1) | CN101156256A (ko) |
TW (1) | TW200702305A (ko) |
WO (1) | WO2006109884A1 (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101303581B1 (ko) * | 2012-02-23 | 2013-09-09 | 세종대학교산학협력단 | 산화물 열전재료의 소결기술 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4912991B2 (ja) * | 2007-09-07 | 2012-04-11 | 住友化学株式会社 | 熱電変換素子の製造方法 |
CN101896441B (zh) * | 2007-12-13 | 2014-04-23 | 株式会社尼康 | Ca-La-F系透光性陶瓷的制造方法、Ca-La-F系透光性陶瓷、光学构件、光学系统 |
JP2009218541A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-09-24 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 焼結体の製造方法 |
JP2009253186A (ja) * | 2008-04-10 | 2009-10-29 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 焼結体および熱電変換材料 |
JP6286275B2 (ja) * | 2013-10-17 | 2018-02-28 | 中部電力株式会社 | 熱電変換材料 |
TW201829572A (zh) * | 2016-09-21 | 2018-08-16 | 日商日產化學工業股份有限公司 | 熱電轉換層形成用組成物及熱電轉換層之製造方法 |
CN113812010A (zh) * | 2019-09-09 | 2021-12-17 | 松下知识产权经营株式会社 | 热电转换材料、热电转换元件、使用热电转换材料获得电的方法以及输送热的方法 |
TWI792310B (zh) * | 2021-05-13 | 2023-02-11 | 國立中興大學 | 高效能熱電材料 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05315657A (ja) * | 1992-05-12 | 1993-11-26 | Hitachi Ltd | 熱電変換素子と熱電変換装置 |
JP3493654B2 (ja) * | 1999-01-26 | 2004-02-03 | 株式会社豊田中央研究所 | 熱電素子材料及びその製造方法、並びに、Co3O4板状結晶及びその製造方法 |
JP4320422B2 (ja) * | 2003-05-30 | 2009-08-26 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 優れた熱電変換性能を有する複合酸化物 |
-
2005
- 2005-04-13 JP JP2005115406A patent/JP2006294960A/ja active Pending
-
2006
- 2006-04-11 KR KR1020077026070A patent/KR20080003875A/ko not_active Application Discontinuation
- 2006-04-11 EP EP06731942A patent/EP1895603A4/en not_active Withdrawn
- 2006-04-11 TW TW095112792A patent/TW200702305A/zh unknown
- 2006-04-11 CN CNA2006800115634A patent/CN101156256A/zh active Pending
- 2006-04-11 WO PCT/JP2006/308006 patent/WO2006109884A1/ja active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101303581B1 (ko) * | 2012-02-23 | 2013-09-09 | 세종대학교산학협력단 | 산화물 열전재료의 소결기술 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1895603A1 (en) | 2008-03-05 |
WO2006109884A1 (ja) | 2006-10-19 |
CN101156256A (zh) | 2008-04-02 |
TW200702305A (en) | 2007-01-16 |
EP1895603A4 (en) | 2011-07-13 |
JP2006294960A (ja) | 2006-10-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20080003875A (ko) | 열전 변환 재료, 그의 제조 방법 및 열전 변환 소자 | |
JP5189289B2 (ja) | ペロブスカイト型複合酸化物の製造方法 | |
EP2088634A1 (en) | Thermo-electric converting material, process for producing the same, thermo-electric converting element, and method of heightening strength of thermo-electric converting material | |
JP4867618B2 (ja) | 熱電変換材料 | |
US20110001278A1 (en) | Method for producing sintered body | |
US20100327238A1 (en) | Sintered body and thermoelectric material | |
JP2006062951A (ja) | 熱電変換材料およびその製造方法 | |
JP4876721B2 (ja) | 熱電変換材料およびその製造方法 | |
JP2000211971A (ja) | 熱電素子材料及びその製造方法 | |
JP2003142742A (ja) | マンガン酸化物熱電変換材料 | |
US7959833B2 (en) | Thermoelectric conversion material, method for producing the same and thermoelectric conversion device | |
US20110024700A1 (en) | Sintered compact and thermoelectric conversion material | |
JP4013245B2 (ja) | 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 | |
JP5206510B2 (ja) | n型熱電変換材料、n型熱電変換素子、及び熱電変換モジュール | |
JP2004363576A (ja) | 熱電材料 | |
JP4844043B2 (ja) | 熱電変換材料およびその製造方法 | |
JP2009249264A (ja) | 焼結体および熱電変換材料 | |
JP2007149996A (ja) | デラフォッサイト構造を持つ層状酸化物熱電材料 | |
JP4214757B2 (ja) | 熱電変換材料及びその製造方法 | |
JP3586716B2 (ja) | 高い熱電変換効率を有する複合酸化物 | |
JP2010228927A (ja) | コバルト−マンガン系複合酸化物 | |
Lu | La doped SrTiO3 Based Oxide Thermoelectrics | |
JP4124420B2 (ja) | パラジウム酸化物からなる熱電変換材料とその製造方法 | |
JP4275172B2 (ja) | デラフォッサイト構造を持つ層状酸化物熱電材料 | |
JP2008300759A (ja) | 熱電変換材料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |