[发明专利]基于氧化锡的热电材料

权利要求书

1.一种热电材料，其包含化学式为Sn_1-x-yZn_xM_yO₂的氧化物基质，该氧化物基质中分散有ZnSn₂O₄区域，其中：

M是选自T_a和Nb的金属，以及

x和y分别表示Zn和M的重量百分数，x和y分别都不是0，并且0.76≤1-x-y≤0.99。

2.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，以所述材料的总重计，其中所述ZnSn₂O₄的含量范围约为1-25重量%，优选约为5-20重量%。

3.如权利要求1所述的热电材料，该热电材料可通过包括如下步骤的方法获得：

a)制备包含约85-95重量%SnO₂、约2.5-15重量%ZnO以及约0.05-5重量%M₂O₅的混合物，其中M的定义同权利要求1，应理解SnO₂、ZnO和M₂O₅的含量总和为100%；

b)在约为1000-1400°C，优选约为1200-1400°C的温度范围烧结所得混合物。

4.如权利要求3所述的热电材料，其特征在于，步骤a)中的混合物包含约90-95重量%SnO₂、约5-10重量%ZnO以及约0.1-2重量%M₂O₅，应理解SnO₂、ZnO和M₂O₅的含量总和为100%。

5.如权利要求4所述的热电材料，其特征在于，在步骤a)中向SnO₂、ZnO和M₂O₅的混合物加入成孔剂，其中，所述成孔剂与混合的氧化物的重量比在约5/95至约15/85的范围内。

6.如权利要求5所述的热电材料，其特征在于，所述成孔剂的粒径范围约为100nm至约100μm，优选约为5-70μm。

7.如权利要求5中任一项所述的热电材料，其特征在于，在烧结前将所述氧化物与成孔剂的混合物压制成球粒。

8.一种制备热电材料的方法，所述方法包括以下步骤：

a)制备包含约85-95重量%SnO₂、约2.5-15重量%ZnO以及约0.05-5重量%M₂O₅的混合物，其中M是选自Ta和Nb的金属，应理解SnO₂、ZnO和M₂O₅的含量总和为100%；

b)在约为1000-1400°C，优选约为1200-1400°C的温度范围烧结所得混合物。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤a)中向SnO₂、ZnO和M₂O₅的混合物加入成孔剂，其中，所述成孔剂与混合的氧化物的重量比在约5/95至约15/85的范围内。

10.一种热电装置，其包含权利要求1-7中任一项所述的热电材料。

11.一种包含热电材料的热电装置，所述热电材料包含化学式为Sn_1-x-yZn_xM_yO₂的氧化物基质，该氧化物基质中分散有ZnSn₂O₄区域，其中：

M是选自Ta和Nb的金属，以及

x和y分别表示Zn和M的重量百分数，x和y分别都不是0，并且0.76≤1-x-y≤0.99。

12.如权利要求11所述的热电装置，其特征在于，以所述材料的总重计，其中所述ZnSn₂O₄的含量范围约为1-25重量%，优选约为5-20重量%。

13.如权利要求11所述的热电装置在汽车发动机废热回收中的用途。