[发明专利]一种铑基热电材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铑基热电材料及其制备方法，属于新能源材料及其制备技术领域。本发明铑基热电材料化学通式为AB_xRh_1‑xO₂；其中x=0.1~0.2，A为元素Cu、Li、Bi、Ca、Zn、Sr、Na或La，B为元素Fe、Co、Ni、Mn、Cr、Mg。该铑基热电材料经粉体混合、压制成型、烧结等步骤制备而成。本发明所述的铑基热电材料具有耐高温、耐腐蚀、耐氧化性等特点，可应用在空调系统、冷热两用箱、干洗机、医疗保健、生物工程、通讯、航空航天等领域。

技术领域

本发明涉及一种铑基热电材料及其制备方法，属于新能源材料及其制备技术领域。

背景技术

随着工业水平的不断进步，人们对于能源的需求也迅速增加，电能是现代工业生产的主要能源和动力，而大量使用传统化石能源发电带来了严重的环境问题，引发了人们对环境友好的可再生能源研究。热电材料因其不依赖化石燃料和放射性同位素元素，仅靠温度差在固体状态下直接将热能和电能相互转换，已成为国际材料研究领域的最新热点。

热电材料的转换效率由无量纲热电优值ZT(ZT＝s²σT/κ，其中s为Seebeck系数、σ为电导率、κ为导热系数、T为绝对温度，s²σ称为功率因子) 决定。ZT越大，材料的热电转换效率越高。由上述方程式所显见；为了改善热电转换材料的性能，需要提高塞贝克系数s和电导率或需要降低导热系数κ。

Martinez H等通过固相反应法，用Mg对CuRhO₂的Rh位掺杂，得到一种在1000 K对应ZT为0.15的热电结构的CuMg_xRh_1-xO₂热电材料，在x=0.05附近，室温下显示出金属-绝缘体的转变，x=0.2时，样品显示低电阻率(4mΩ•cm)，高赛贝克系数(130μV/K)，功率因子为4225μW/cm.K²，是一种很好的热电材料。目前对铑基热电材料研究较少，尚未有简单易行的制备铑基热电材料的方法。

发明内容

本发明的目的是公开一种铑基热电材料，其通式为AB_xRh_1-xO₂；其中x=0.1~0.2，A为元素Cu、Li、Bi、Ca、Zn、Sr、Na或La，B为元素Fe、Co、Ni、Mn、Cr、Mg；

所述A金属元素与铑金属元素的摩尔比为1:（0.4~0.5），铑金属元素与B金属元素的摩尔比为1:（0.25~0.5）。

本发明的另一目的是公开所述的铑基热电材料的制备方法，具体步骤如下：

（1）将氧化铑、A金属的氧化物和B金属的氧化物混合均匀、过筛得到混合粉体A；

（2）将步骤（1）所得混合粉体A进行磨碎至粒径为200~300目，压制成型得到块体B；

（3）在空气条件下，将步骤（2）所得块体B进行固相反应烧结即得铑基热电材料；

所述步骤（1）中A金属的氧化物与铑金属的氧化物的摩尔比为1:（0.4~0.5），A金属的氧化物为CuO、Cu₂O、Li₂O、Bi₂O₃、CaO、ZnO、SrO、Na₂O或La₂O₃；铑金属的氧化物与B金属的氧化物的摩尔比为1:（0.25~0.5），B金属的氧化物为Fe₂O₃、Co₂O₃、Ni₂O₃、MnO₂、Cr₂O₃、MgO；