[发明专利]烧结体及热电转换材料

说明书

技术领域

本发明涉及烧结体和热电转换材料。具体而言，涉及含有锰系氧化物的烧结体和热电转换材料。

背景技术

含有锰系氧化物的烧结体被利用于磁性材料、燃料电池用固体氧化物、热电转换材料等各领域。

作为锰系氧化物，可举出CaMnO₃，在日本特开2003-142742号公报(第2-3页、实施例)中公开了将其用作热电转换材料，具体公开了以规定组成配合起始原料，进行烧成、粉碎、成形，然后进行烧结，得到锰系氧化物的烧结体。

发明内容

然而，上述得到的烧结体，构成烧结体的粒尺寸大，在施加其加工等的压力时会发生龟裂，即存在机械强度不充分的问题。本发明的目的在于，提供一种与以往的锰系氧化物的烧结体相比机械强度更优异的烧结体。

本发明人等经过各种研究之后完成本发明的。即，本发明提供下述发明。

<1>.一种烧结体，其含有锰系氧化物作为主成分，相对密度为90％以上，构成烧结体的粒尺寸的平均值为3μm以下。

<2>.根据<1>所述的烧结体，其中，锰系氧化物的结晶结构具有钙钛矿型结晶结构或层状钙钛矿型结晶结构。

<3>.根据<2>所述的烧结体，其中，烧结体还含有无机物(在此，所述无机物是锰系氧化物以外的无机物)。

<4>.根据<3>所述的烧结体，其中，无机物为选自氧化镍、氧化铜和氧化锌中的1种以上的氧化物。

<5>.根据<4>所述的烧结体，其中，无机物为氧化铜。

<6>.根据<4>或<5>所述的烧结体，其中，烧结体所含有的相对于锰1摩尔的M的总摩尔量为0.0001以上1以下(在此，M表示选自镍、铜和锌中的1种以上的元素)。

<7>.根据<6>所述的烧结体，其中，M为铜，烧结体所含有的相对于锰1摩尔的M的总摩尔量为0.001以上0.05以下。

<8>.根据<1>～<7>中的任一项所述的烧结体，在构成烧结体的粒尺寸的累积粒度分布中，将从10％累积时的微小粒子侧测量的粒尺寸设为D₁₀、将从90％累积时的微小粒子侧测量的粒尺寸设为D₉₀时，D₉₀/D₁₀为1.0以上2.0以下。

<9>.一种热电转换材料，其包含<1>～<8>中任一项所述的烧结体。

<10>.一种热电转换元件，其具有<9>所述的热电转换材料。

具体实施方式

本发明的烧结体含有锰系氧化物作为主成分，相对密度为90％以上，构成烧结体的粒尺寸的平均值为3μm以下。锰系氧化物是指含有锰的氧化物，作为锰系氧化物，可以举出AMnO₃(这里的A表示选自Ca、Sr、Ba、La、Y及镧系元素中的1种以上元素。)、Ca_n+1Mn_nO_3n+1(这里的n是1～10的整数。)、CaMn₇O₁₂、Mn₃O₄、MnO₂或CuMnO₂所表示的氧化物。为了进一步提高作为热电转换材料的热电转换特性，优选锰系氧化物具有钙钛矿型晶体结构或层状钙钛矿型晶体结构。另外，锰系氧化物优选进一步包含钙的钙锰氧化物。需要说明的是，在本发明中，含有锰系氧化物作为主成分，是指烧结体中的锰系氧化物为50摩尔％以上。通过烧结体的粉末X线衍射测定、组成分析等，可以对其进行测定。

作为具有钙钛矿型晶体结构的锰系氧化物，具体可以举出CaMnO₃(这里Ca及/或Mn的一部分可以被不同种元素取代。)表示的氧化物，作为取代Ca的一部分的不同种元素，可以举出选自Mg、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Bi、Sn、In及Pb中的1种以上元素，该1种以上元素优选含有选自Mg、Sr及Ba中的1种以上元素。作为取代Mn的一部分的异种元素，可以举出选自V、Ru、Nb、Mo、W及Ta中的1种以上元素。如上所述，CaMnO₃表示的氧化物的Ca及/或Mn的一部分被异种元素取代时，将本发明的烧结体用作热电转换材料时的热电转换特性有时更高。