[发明专利]空穴补偿型方钴矿热电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种空穴补偿型方钴矿热电材料，其组成如下式所述：

R_yA_4-xB_xSb₁₂/z NC

式中，

0.01≤x≤0.5，0.01≤y≤1，0％≤z≤10％；

R是至少一种选自下组的元素：Ca、Ba、La、Ce、Pr、Nd和Yb；

A是至少一种选自下组的元素：Fe、Co和Ni；

B是至少一种选自下组的过渡金属元素：Ti、V、Cr、Mn、Fe、Nb、Mo、Tc和Ru，使得元素B的电子数少于元素A的电子数；

NC是第二相，其中z是所述热电材料中第二相的摩尔％比。

2.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，0.01≤x≤0.1，0.1≤y≤0.5，z＝0。

3.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，x＝0.05，y＝0.2，z＝0。

4.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，z＝0，并且所述组成如下式所述：

Ce_0.2Co_3.95Mn_0.05Sb₁₂。

5.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，0.1≤x≤0.5，0.5≤y≤1，z＝0。

6.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，x＝0.2，y＝0.95，z＝0。

7.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，z＝0，并且所述组成如下式所述：

Ce_0.95Fe_3.8Mn_0.2Sb₁₂。

8.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，所述过渡金属元素B均匀地分布于所述热电材料的元素A的格点上。

9.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，所述第二相包含绝缘材料。

10.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，所述第二相包含半导体材料。

11.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，所述第二相的粒度为2-500nm。

12.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，所述第二相均匀地分布于所述热电材料上。

13.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，所述第二相的熔点高于400℃。

14.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，所述热电材料是p型的。

15.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，所述热电材料是n型的。

16.如权利要求1所述的热电材料，其特征在于，所述热电材料是多晶体。

17.一种制备空穴补偿型方钴矿热电材料的方法，该方法包括：

在惰性气氛下，将原料装入容器中；

通过将所述原料加热至800-1200℃，在容器内熔融形成所述原料的熔体；

将所述熔体淬火以形成固态块体；以及

在400-900℃下，对所述固态块体进行退火以形成退火的块体，其中，所述原料的组成如下式所述：

R_yA_4-xB_xSb₁₂/z NC

式中，

0.01≤x≤0.5，0.01≤y≤1，0％≤z≤10％；

R是至少一种选自下组的元素：Ca、Ba、La、Ce、Pr、Nd和Yb；

A是至少一种选自下组的元素：Fe、Co和Ni；

B是至少一种选自下组的过渡金属元素：Ti、V、Cr、Mn、Fe、Nb、Mo、Tc和Ru，使得元素B的电子数少于元素A的电子数；

NC是第二相，其中z是所述热电材料中第二相的摩尔％比。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述原料包含元素和/或化合物。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述容器的内表面包含碳涂层。