JP6567991B2 - Method for producing thermoelectric conversion material - Google Patents
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Description
本発明は、熱電変換材料の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a thermoelectric conversion material.
近年、地球温暖化問題から二酸化炭素排出量を削減するために、化石燃料から得られるエネルギーの割合を低減する技術への関心が益々増大しており、そのような技術の1つとして未利用廃熱エネルギーを電気エネルギーに直接変換し得る熱電変換材料が挙げられる。熱電変換材料とは、火力発電のように熱を一旦運動エネルギーに変換しそれから電気エネルギーに変換する2段階の工程を必要とせず、熱から直接に電気エネルギーに変換することを可能とする材料である。 In recent years, in order to reduce carbon dioxide emissions due to the global warming problem, there has been an increasing interest in technologies that reduce the proportion of energy obtained from fossil fuels. A thermoelectric conversion material capable of directly converting thermal energy into electric energy is exemplified. A thermoelectric conversion material is a material that enables direct conversion from heat to electrical energy without the need for a two-step process of converting heat to kinetic energy and then to electrical energy, as in thermal power generation. is there.
熱から電気エネルギーへの変換は熱電変換材料から成形したバルク体の両端の温度差を利用して行われる。この温度差によって電圧が生じる現象はゼーベックにより発見されたのでゼーベック効果と呼ばれている。この熱電変換材料の性能は、次式で求められる性能指数Zで表される。 The conversion from heat to electrical energy is performed using the temperature difference between both ends of the bulk body formed from the thermoelectric conversion material. The phenomenon in which voltage is generated due to this temperature difference was discovered by Seebeck and is called the Seebeck effect. The performance of this thermoelectric conversion material is represented by a figure of merit Z obtained by the following equation.
Z=α2σ/κ(=PF/κ) Z = α 2 σ / κ (= PF / κ)
ここで、αは熱電変換材料のゼーベック係数、σは熱電変換材料の伝導率、κは熱電変換材料の熱伝導率である。α2σの項をまとめて出力因子PFという。そして、Zは温度の逆数の次元を有し、この性能指数Zに絶対温度Tを乗じて得られるZTは無次元の値となる。そしてこのZTを無次元性能指数と呼び、熱電変換材料の性能を表す指標として用いられている。よって、熱電変換材料の性能向上には上記の式から明らかなように、より低い熱伝導率κが求められる。 Here, α is the Seebeck coefficient of the thermoelectric conversion material, σ is the conductivity of the thermoelectric conversion material, and κ is the heat conductivity of the thermoelectric conversion material. The terms α 2 σ are collectively referred to as an output factor PF. Z has a dimension of the reciprocal of temperature, and ZT obtained by multiplying the figure of merit Z by the absolute temperature T is a dimensionless value. This ZT is called a dimensionless figure of merit and is used as an index representing the performance of the thermoelectric conversion material. Therefore, a lower thermal conductivity κ is required to improve the performance of the thermoelectric conversion material, as is apparent from the above formula.
従来から、熱電変換材料では熱伝導率低減による性能向上のため、母材と分散材とを複合化すること等が試みられている。 Conventionally, in thermoelectric conversion materials, attempts have been made to combine a base material and a dispersion material in order to improve performance by reducing thermal conductivity.
例えば特許文献1には、熱電変換材料の原料物質の塩の溶液(例えばエタノール溶液)に、還元剤と分散材を混合し、この混合物を撹拌・熟成させ、次いでこの混合物に対して水熱処理を行うことを含む、ナノコンポジット熱電材料の製造方法が記載されている。しかしながら、母材と分散材とを十分に複合化するための母材、分散材及び溶媒の組み合わせや選択するための指標については具体的に言及されていない。 For example, in Patent Document 1, a reducing agent and a dispersion material are mixed in a salt solution of a raw material substance of a thermoelectric conversion material (for example, an ethanol solution), the mixture is stirred and aged, and then hydrothermal treatment is performed on the mixture. A method of manufacturing a nanocomposite thermoelectric material is described, including performing. However, there is no specific mention of a combination of a base material, a dispersion material, and a solvent for sufficiently combining the base material and the dispersion material, and an index for selection.
また特許文献2には、コア部と、前記コア部を被覆する、構成材料がInSbであるシェル部とを有するコアシェル型ナノ粒子が記載されている。特許文献2には、その製造方法において、分散性向上のために母材構成材料に付着可能な官能基を有する有機化合物を用いることが記載されているが、複合化の程度を向上させて熱伝導率を低減させるために当該有機化合物を用いることは記載されていない。当該有機化合物はコアシェル型ナノ粒子を用いた熱電変換材料の製造工程において除去されており、よってこれにより熱電変換材料の熱伝導率を低減させるものではない。 Patent Document 2 describes core-shell type nanoparticles having a core part and a shell part that covers the core part and whose constituent material is InSb. Patent Document 2 describes that in the manufacturing method, an organic compound having a functional group that can be attached to a base material constituting material is used in order to improve dispersibility. The use of the organic compound to reduce the conductivity is not described. The said organic compound is removed in the manufacturing process of the thermoelectric conversion material using a core-shell type nanoparticle, and, thereby, does not reduce the thermal conductivity of the thermoelectric conversion material.
よって、熱伝導率を低減させるために、母材と分散材とが十分に複合化された熱電変換材料の製造方法の開発が求められていた。 Therefore, in order to reduce thermal conductivity, development of a method for producing a thermoelectric conversion material in which a base material and a dispersion material are sufficiently combined has been demanded.
本発明は、母材と分散材とが十分に複合化された熱電変換材料の製造方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the manufacturing method of the thermoelectric conversion material by which the base material and the dispersing material were fully compounded.
本発明者らは、熱電変換材料の製造において、分散材と母材との親和性に対して相対的に分散材と溶媒との親和性を特定の程度に低減させることにより、母材と分散材とを十分に複合化することができることを見出した。 In the production of thermoelectric conversion materials, the inventors have reduced the affinity of the dispersion material and the solvent to a certain degree relative to the affinity of the dispersion material and the matrix material, thereby reducing the dispersion of the matrix material and the dispersion material. It was found that the material can be sufficiently combined.
すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
(1)次の工程:
(a)Bi及びSbから選択される少なくとも1種の母材構成元素の前駆体と、Te及びSeから選択される少なくとも1種の母材構成元素の前駆体と、溶媒とを含有する溶液と、還元剤とを混合して母材複合粒子を得る工程、
(b)工程(a)で得られた複合粒子を含む溶液の溶媒を場合により他の溶媒に置換し、当該溶液に分散材を添加する工程、及び
(c)工程(b)で得られた複合粒子及び分散材を含む溶液を熱処理する工程を含む、熱電変換材料の製造方法であって、
分散材と母材とのハンセン溶解度パラメータ(HSP)距離Ra、及び分散材と分散材を添加する複合粒子を含む溶液の溶媒とのハンセン溶解度パラメータ(HSP)距離Rbが、下記式(I):
Ra−Rb≦3.0 (I)
を満たす、上記方法。
(2)溶媒のヒルデブランドの溶解度パラメータ(SP)値が、21.3以上である(1)に記載の方法。
That is, the present invention includes the following inventions.
(1) Next step:
(A) a solution containing a precursor of at least one matrix constituent element selected from Bi and Sb, a precursor of at least one matrix constituent element selected from Te and Se, and a solvent; A step of mixing a reducing agent to obtain matrix composite particles,
(B) The solvent of the solution containing the composite particles obtained in step (a) is optionally replaced with another solvent, and a dispersion material is added to the solution, and (c) obtained in step (b). A method for producing a thermoelectric conversion material comprising a step of heat-treating a solution containing composite particles and a dispersion material,
The Hansen solubility parameter (HSP) distance Ra between the dispersion material and the base material and the Hansen solubility parameter (HSP) distance Rb between the dispersion material and the solvent of the solution containing the composite particles to which the dispersion material is added are represented by the following formula (I):
Ra-Rb ≦ 3.0 (I)
Meet the above method.
(2) The method according to (1), wherein the Hildebrand solubility parameter (SP) value of the solvent is 21.3 or more.
本発明の熱電変換材料の製造方法によれば、母材と分散材とを十分に複合化することができる。本発明の熱電変換材料の製造方法によれば、適切な溶媒を選定することが可能となることから、分散材が少ない量でも複合化を促進することができる。 According to the method for producing a thermoelectric conversion material of the present invention, the base material and the dispersion material can be sufficiently combined. According to the method for producing a thermoelectric conversion material of the present invention, it is possible to select an appropriate solvent, so that the composite can be promoted even with a small amount of the dispersing material.
本発明は、次の工程:(a)Bi及びSbから選択される少なくとも1種の母材構成元素の前駆体と、Te及びSeから選択される少なくとも1種の母材構成元素の前駆体と、溶媒とを含有する溶液と、還元剤とを混合して母材複合粒子を得る工程、(b)工程(a)で得られた複合粒子を含む溶液の溶媒を場合により他の溶媒に置換し、当該溶液に分散材を添加する工程、及び(c)工程(b)で得られた複合粒子及び分散材を含む溶液を熱処理する工程を含む、熱電変換材料の製造方法に関し、分散材と母材とのハンセン溶解度パラメータ(HSP)距離Ra、及び分散材と分散材を添加する複合粒子を含む溶液の溶媒とのハンセン溶解度パラメータ(HSP)距離Rbが、下記式(I):Ra−Rb≦3.0を満たすことを特徴とする(以下、本発明の製造方法ともいう)。本発明者らは、(Bi,Sb)2(Te,Se)3系熱電変換材料の製造において、分散材と母材との親和性に対して相対的に分散材と溶媒との親和性を低減させる(分散材と母材とのHSP距離Ra−分散材と溶媒とのHSP距離Rb=3.0(MPa1/2)以下)ことで大幅に複合量を増大することができることを見出した。本発明の製造方法により、分散材・母材と溶媒との分散性(親和性)を向上させることにより複合量の増大を図る従来の技術よりも、分散材と母材の複合量を増大させることができる。具体的には、本発明の製造方法は、分散材と溶媒との親和性に対して分散材と母材との親和性が相対的に高いため、分散材と母材との結合性を増加させることができる。その結果として分散材と母材との複合量が増大し、熱伝導率を大幅に低減することが可能となる。また、本発明の製造方法は、適切な溶媒を選定することが可能となることから、分散材が相対的に少ない量でも複合化を促進することができるため、電気伝導率の低下を従来よりも抑制することができ、これにより、熱電変換効率ZTを大幅に向上させることができる。 The present invention includes the following steps: (a) a precursor of at least one matrix constituent element selected from Bi and Sb; and a precursor of at least one matrix constituent element selected from Te and Se; A step of mixing a solution containing a solvent and a reducing agent to obtain base material composite particles, (b) a solvent in the solution containing the composite particles obtained in step (a) is optionally replaced with another solvent And (c) a method of manufacturing a thermoelectric conversion material, comprising the step of heat-treating the solution containing the composite particles and the dispersion obtained in step (b). The Hansen solubility parameter (HSP) distance Ra between the base material and the Hansen solubility parameter (HSP) distance Rb between the dispersion material and the solvent containing the composite particles to which the dispersion material is added is expressed by the following formula (I): Ra-Rb ≦ 3.0 Hereinafter also referred to as the production method of the present invention). In the production of a (Bi, Sb) 2 (Te, Se) 3 thermoelectric conversion material, the inventors have made the affinity between the dispersion material and the solvent relatively to the affinity between the dispersion material and the base material. It was found that the composite amount can be significantly increased by reducing (HSP distance Ra between dispersion material and base material−HSP distance Rb = 3.0 (MPa 1/2 ) or less between dispersion material and solvent). . The production method of the present invention increases the composite amount of the dispersion material and the base material as compared with the conventional technique in which the composite amount is increased by improving the dispersibility (affinity) of the dispersion material / base material and the solvent. be able to. Specifically, the manufacturing method of the present invention has a relatively high affinity between the dispersion material and the base material with respect to the affinity between the dispersion material and the solvent, thereby increasing the binding property between the dispersion material and the base material. Can be made. As a result, the composite amount of the dispersion material and the base material increases, and the thermal conductivity can be greatly reduced. In addition, since the production method of the present invention makes it possible to select an appropriate solvent, since the composite can be promoted even with a relatively small amount of the dispersing agent, a decrease in electrical conductivity is conventionally achieved. This can also suppress the thermoelectric conversion efficiency ZT.
ここで、ハンセン溶解度パラメータ(以下、「HSP」とも記載する)は物質間の溶解特性を表すパラメータである。本明細書において、ハンセン溶解度パラメータ(HSP)は、ヒルデブランドの溶解度パラメータ(SP)を、ロンドン分散力、双極子間力及び水素結合力の3個の凝集エネルギー成分に分割したベクトル量のパラメータを意味する。本明細書において、HSPのロンドン分散力に対応する成分を分散項(以下、「δd」とも記載する)、双極子間力に対応する成分を極性項(以下、「δp」とも記載する)、水素結合力に対応する成分を水素結合項(以下、「δh」とも記載する)と記載する。また総HSPは以下の式:
ヒルデブランドのSP2=総HSP2=δd2+δp2+δh2
で表される。HSPはベクトル量であるため、純粋な物質で全く同一の値を有するものは殆ど存在しないことが知られている。また、一般的に使用される物質のHSPは、データベースが構築されている。このため、当業者であれば、当該データベースを参照することにより、所望の物質のHSP値を入手することができる。データベースにHSP値が登録されていない物質であっても、当業者であれば、Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP)のようなコンピュータソフトウェアを用いることにより、その化学構造からHSP値を計算することができる。複数の物質からなる混合物の場合、該混合物のHSP値は、含有成分である各物質のHSP値に、該成分の混合物全体に対する体積比を乗じた値の和として算出される。HSPについては、例えば、山本博志,S.Abbott,C.M.Hansen,化学工業,2010年3月号を参照することができる。
Here, the Hansen solubility parameter (hereinafter also referred to as “HSP”) is a parameter representing the solubility characteristics between substances. In this specification, the Hansen solubility parameter (HSP) is a vector quantity parameter obtained by dividing the Hildebrand solubility parameter (SP) into three cohesive energy components of London dispersion force, dipole force and hydrogen bond force. means. In the present specification, a component corresponding to the London dispersion force of HSP is a dispersion term (hereinafter also referred to as “δd”), a component corresponding to the force between dipoles is referred to as a polar term (hereinafter also referred to as “δp”), A component corresponding to the hydrogen bond strength is referred to as a hydrogen bond term (hereinafter also referred to as “δh”). And the total HSP is:
Hildebrand SP 2 = total HSP 2 = δd 2 + δp 2 + δh 2
It is represented by Since HSP is a vector quantity, it is known that there are almost no pure substances having exactly the same value. A database of HSPs of commonly used substances has been constructed. Therefore, those skilled in the art can obtain the HSP value of a desired substance by referring to the database. Even if a substance has no HSP value registered in the database, those skilled in the art can calculate the HSP value from its chemical structure by using computer software such as Hansen Solubility Parameters in Practice (HSPIP). it can. In the case of a mixture composed of a plurality of substances, the HSP value of the mixture is calculated as the sum of values obtained by multiplying the HSP value of each substance as a component by the volume ratio of the component to the whole mixture. For HSP, see, for example, Hiroshi Yamamoto, S.H. Abbott, C.I. M.M. Reference can be made to Hansen, Chemical Industry, March 2010 issue.
本明細書において分散材と母材とのハンセン溶解度パラメータ(HSP)距離Raは以下の式:
Ra2=4x(δdx−δdm)2+(δpx−δpm)2+(δhx−δhm)2
[式中、
δdxは、分散材のハンセン溶解度パラメータ(HSP)の分散項であり、
δpxは、分散材のハンセン溶解度パラメータ(HSP)の極性項であり、
δhxは、分散材のハンセン溶解度パラメータ(HSP)の水素結合項であり、
δdmは、母材のハンセン溶解度パラメータ(HSP)の分散項であり、
δpmは、母材のハンセン溶解度パラメータ(HSP)の極性項であり、
δhmは、母材のハンセン溶解度パラメータ(HSP)の水素結合項であり、
Raは、ハンセン溶解度パラメータ(HSP)空間における、分散材と母材とのHSP距離である]
で表される。
In this specification, the Hansen solubility parameter (HSP) distance Ra between the dispersion material and the base material is expressed by the following formula:
Ra 2 = 4x (δd x -δd m) 2 + (δp x -δp m) 2 + (δh x -δh m) 2
[Where:
δd x is a dispersion term of the Hansen solubility parameter (HSP) of the dispersion material,
δp x is a polar term of the Hansen solubility parameter (HSP) of the dispersion,
δh x is the hydrogen bond term of the Hansen solubility parameter (HSP) of the dispersion,
.delta.d m is the variance terms of Hansen solubility parameters of the matrix (HSP),
.delta.p m is a polar term of Hansen solubility parameters of the matrix (HSP),
δh m is the hydrogen bond term of the Hansen solubility parameter (HSP) of the matrix,
Ra is the HSP distance between the dispersion material and the base material in the Hansen Solubility Parameter (HSP) space]
It is represented by
本明細書において分散材と溶媒とのハンセン溶解度パラメータ(HSP)距離Rbは以下の式:
Rb2=4x(δdx−δds)2+(δpx−δps)2+(δhx−δhs)2
[式中、
δdxは、分散材のハンセン溶解度パラメータ(HSP)の分散項であり、
δpxは、分散材のハンセン溶解度パラメータ(HSP)の極性項であり、
δhxは、分散材のハンセン溶解度パラメータ(HSP)の水素結合項であり、
δdsは、溶媒のハンセン溶解度パラメータ(HSP)の分散項であり、
δpsは、溶媒のハンセン溶解度パラメータ(HSP)の極性項であり、
δhsは、溶媒のハンセン溶解度パラメータ(HSP)の水素結合項であり、
Rbは、ハンセン溶解度パラメータ(HSP)空間における、分散材と溶媒とのHSP距離である]
で表される。ここで上記溶媒とは、工程(b)において分散材を添加する複合粒子を含む溶液の溶媒を意味する。
In the present specification, the Hansen solubility parameter (HSP) distance Rb between the dispersant and the solvent is expressed by the following formula:
Rb 2 = 4x (δd x -δd s) 2 + (δp x -δp s) 2 + (δh x -δh s) 2
[Where:
δd x is a dispersion term of the Hansen solubility parameter (HSP) of the dispersion material,
δp x is a polar term of the Hansen solubility parameter (HSP) of the dispersion,
δh x is the hydrogen bond term of the Hansen solubility parameter (HSP) of the dispersion,
.delta.d s is the variance terms of Hansen solubility parameters of the solvent (HSP),
.delta.p s is the polar term Hansen parameter of the solvent (HSP),
δh s is the hydrogen bond term of the Hansen solubility parameter (HSP) of the solvent,
Rb is the HSP distance between the dispersant and the solvent in the Hansen Solubility Parameter (HSP) space]
It is represented by Here, the solvent means a solvent of a solution containing composite particles to which a dispersing agent is added in the step (b).
上記式(I)において、母材と分散材との複合化を促進させる観点から、Ra−Rbは3.0以下であり、好ましくは2.0以下であり、さらに好ましくは0以下であり、特に好ましくは−2.0以下である。同様の観点から、Ra−Rbは−14.0〜3.0であり、好ましくは−7.0〜2.0であり、さらに好ましくは−5.0〜0であり、特に好ましくは−3.0〜−2.0である。 In the above formula (I), Ra-Rb is 3.0 or less, preferably 2.0 or less, more preferably 0 or less, from the viewpoint of promoting the composite of the base material and the dispersion material. Especially preferably, it is -2.0 or less. From the same viewpoint, Ra-Rb is -14.0 to 3.0, preferably -7.0 to 2.0, more preferably -5.0 to 0, and particularly preferably -3. 0.0 to -2.0.
上記工程(a)において使用するBi及びSbから選択される少なくとも1種の元素の前駆体とTe及びSeから選択される少なくとも1種の元素(以下、両者を母材構成元素ともいう)の前駆体としては、溶媒に溶解するものであれば特に制限されず、具体的には上記母材構成元素の塩、好ましくは上記元素のハロゲン化物(例えば塩化物、フッ化物及び臭化物)、硫酸塩、硝酸塩等が挙げられ、特に好ましくは塩化物、硫酸塩、硝酸塩等が挙げられる。用いる母材構成元素の質量比を調節することにより、所望の材質の母材とすることができる。本発明の製造方法により得られる熱電変換材料の母材の材質としては特に制限なく、例えば、(Bi、Sb)2Te3系、(Bi、Sb)2(Te、Se)3系、Bi2Te3系、(Bi、Sb)Te系、Bi(Te、Se)系等が挙げられ、これらの中で、熱電変換効率の観点から、(Bi、Sb)2(Te、Se)3系とすることが好ましい。上記母材のHSP値は、HSP値が公知の複数の溶媒を用意して、それぞれの溶媒に対する母材の分散性の試験結果を基に、コンピュータソフトウェア(HSPiP)を用いることにより算出することができ、当業者であれば適宜選択することができる。 Precursor of at least one element selected from Bi and Sb used in the step (a) and at least one element selected from Te and Se (hereinafter also referred to as base material constituent elements) The body is not particularly limited as long as it dissolves in a solvent, and specifically, salts of the above-mentioned base material constituent elements, preferably halides (for example, chloride, fluoride and bromide) of the above elements, sulfates, A nitrate etc. are mentioned, Especially preferably, a chloride, a sulfate, nitrate, etc. are mentioned. By adjusting the mass ratio of the base material constituent elements to be used, a base material of a desired material can be obtained. The base material of the thermoelectric conversion material obtained by the production method of the present invention is not particularly limited. For example, (Bi, Sb) 2 Te 3 system, (Bi, Sb) 2 (Te, Se) 3 system, Bi 2 Te 3 system, (Bi, Sb) Te system, Bi (Te, Se) system, etc. are mentioned. Among these, from the viewpoint of thermoelectric conversion efficiency, (Bi, Sb) 2 (Te, Se) 3 system and It is preferable to do. The HSP value of the base material can be calculated by preparing a plurality of solvents with known HSP values and using computer software (HSPiP) based on the test results of the dispersibility of the base material in each solvent. Those skilled in the art can select as appropriate.
上記工程(a)において使用する還元剤は、母材構成元素の前駆体を還元し得るものであれば特に制限はなく、例えば第三級ホスフィン、第二級ホスフィン及び第一級ホスフィン、ヒドラジン、ヒドラジン水和物、ヒドロキシフェニル化合物、水素、水素化物、ボラン、アルデヒド、還元性ハロゲン化物、多官能性還元体等が挙げられ、その中でも水素化ホウ素アルカリ、例えば水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素リチウム等の物質の1種類以上が挙げられる。 The reducing agent used in the step (a) is not particularly limited as long as it can reduce the precursor of the matrix constituent element. For example, tertiary phosphine, secondary phosphine and primary phosphine, hydrazine, Examples include hydrazine hydrate, hydroxyphenyl compound, hydrogen, hydride, borane, aldehyde, reductive halide, polyfunctional reductant, etc. Among them, alkali borohydride such as sodium borohydride, potassium borohydride 1 or more types of substances, such as lithium borohydride.
上記工程(a)において使用する母材構成元素の前駆体を溶解させる溶媒としては、元素の前駆体を溶解することができる限り特に制限されないが、具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール及びオクタノールの中から選ばれる1種又は2種以上の混合物が挙げられ、これらの中で、後工程である工程(c)において蒸気圧が高いものを用いることが望ましいことから、エタノール及びメタノール等が好ましい。 The solvent for dissolving the precursor of the matrix constituent element used in the step (a) is not particularly limited as long as the precursor of the element can be dissolved. Specifically, methanol, ethanol, propanol, butanol , Pentanol, hexanol, heptanol and octanol may be selected from one or a mixture of two or more, and among these, it is desirable to use one having a high vapor pressure in the subsequent step (c). Therefore, ethanol and methanol are preferable.
上記工程(b)において、工程(a)で得られた複合粒子を含む溶液の溶媒を場合により他の溶媒に置換し、当該溶液に分散材を添加する。工程(a)で用いる溶媒と同一の溶媒を工程(b)に用いる場合には、溶媒を置換しなくてもよい。 In the step (b), the solvent of the solution containing the composite particles obtained in the step (a) is optionally replaced with another solvent, and a dispersing agent is added to the solution. When the same solvent as used in step (a) is used in step (b), the solvent need not be replaced.
上記工程(b)において使用する溶媒としては、分散材と溶媒とのハンセン溶解度パラメータ(HSP)距離Rbが、分散材と母材とのハンセン溶解度パラメータ(HSP)距離Raに対して上記式(I)を満たす限り特に制限されないが、水、直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有するアルコール等、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール(イソプロピルアルコール)、n−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、エチレングリコール、プロパンジオール、ヘキサンジオール、アミノアルコール並びにこれらの中から選ばれる1種又は2種以上の混合物が挙げられ、これらの中で、母材粒子の分散性の観点から、水、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール及びこれらの混合物が好ましい。また、溶媒は、母材粒子の分散性の観点から、HSP値が、好ましくは21.3以上、さらに好ましくは23.0〜36.0、特に好ましくは25.0〜30.0である。上述したように、溶媒のHSP値は、登録されているか、又は溶媒の化学構造から公知の手段により算出することができ、当業者であれば適宜選択することができる。 As the solvent used in the step (b), the Hansen solubility parameter (HSP) distance Rb between the dispersion material and the solvent is the above formula (I) with respect to the Hansen solubility parameter (HSP) distance Ra between the dispersion material and the base material. ) Is not particularly limited as long as it satisfies the above), but water, alcohol having a linear or branched alkyl group, such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol (isopropyl alcohol), n-propanol, isopropanol, 1- 1 selected from butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2-methyl-2-propanol, 1-pentanol, 1-hexanol, ethylene glycol, propanediol, hexanediol, aminoalcohol, and these A seed or a mixture of two or more. Among the, from the viewpoint of the dispersibility of the matrix particles, water, ethanol, methanol, isopropyl alcohol and mixtures thereof are preferred. The solvent has an HSP value of preferably 21.3 or more, more preferably 23.0 to 36.0, and particularly preferably 25.0 to 30.0, from the viewpoint of dispersibility of the base material particles. As described above, the HSP value of the solvent is registered or can be calculated from the chemical structure of the solvent by known means, and can be appropriately selected by those skilled in the art.
上記分散材は、分散材と母材とのハンセン溶解度パラメータ(HSP)距離Ra、及び分散材と溶媒とのハンセン溶解度パラメータ(HSP)距離Rbが上記式(I)を満たすものであれば特に限定されないが、例えば、シロキサン及びシルメチレン等を主骨格とする有機炭素系化合物等を挙げることができる。また分散材としては、母材と分散材との間に微細かつ複雑な構造の界面が生じ、これによる界面積の増加によりフォノンを効果的に散乱させる観点から、母材構成元素と結合可能な官能基を有する分散材を用いることが好ましい。ここで「母材構成元素と結合可能な官能基」とは、母材と化学的に結合し、強固な結合を維持することが可能な官能基を意味する。母材構成元素と結合可能な官能基としては、母材構成元素と上に説明した結合性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、メルカプト基、カルボキシル基、アミノ基、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリル基、アクリル基、イソシアヌレート基、ウレイド基、スルフィド基及びイソシアネート基からなる群より選択される少なくとも1種が挙げられ、汎用性の高さから、メルカプト基、アミノ基及びカルボキシル基からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。上記分散材のHSP値は、HSP値が公知の複数の溶媒を用意して、それぞれの溶媒に対する各分散材の溶解性の試験結果を基に、コンピュータソフトウェア(HSPiP)を用いることにより算出することができ、当業者であれば適宜選択することができる。 The dispersion material is particularly limited as long as the Hansen solubility parameter (HSP) distance Ra between the dispersion material and the base material and the Hansen solubility parameter (HSP) distance Rb between the dispersion material and the solvent satisfy the above formula (I). For example, organic carbon compounds having siloxane and silmethylene as the main skeleton can be exemplified. In addition, as a dispersion material, an interface having a fine and complicated structure is formed between the base material and the dispersion material, and it is possible to combine with the constituent elements of the base material from the viewpoint of effectively scattering phonons due to an increase in the interface area. It is preferable to use a dispersant having a functional group. Here, the “functional group capable of binding to the base material constituent element” means a functional group that can be chemically bonded to the base material and maintain a strong bond. The functional group that can be bonded to the matrix constituent element is not particularly limited as long as it has the above-described connectivity with the matrix constituent element. For example, a mercapto group, a carboxyl group, an amino group, a vinyl group, an epoxy Group, styryl group, methacryl group, acryl group, isocyanurate group, ureido group, sulfide group and at least one selected from the group consisting of isocyanate groups. From the high versatility, mercapto group, amino group and It is preferably at least one selected from the group consisting of carboxyl groups. The HSP value of the dispersion material is calculated by preparing a plurality of solvents having known HSP values and using computer software (HSPiP) based on the results of the solubility test of each dispersion material in each solvent. Those skilled in the art can appropriately select them.
上記母材構成元素と結合可能な官能基を有する有機炭素系化合物としては、具体的には、下記一般式(II):
Mは、Si、Ti、Al、Sb及びTeからなる群より選択され、
G1は独立して、母材構成元素と結合可能な官能基であり、
G2は独立して、CH3基、又は母材構成元素と結合可能な官能基であり、
nは、2〜70の整数であり、
mは、0〜5の整数であり、
lは、0〜5の整数である)
で表される化合物が挙げられる。分散材として一般式(II)で表される化合物を使用する場合、本発明の熱電変換材料において、分散材はG1又はG2において母材元素に結合している。一般式(II)中のG1及びG2はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。このような構造を含む分散材は、上記一般式(II)に示されるように官能基以外の最外側は反応性の少ない炭化水素基で構成されるために、加熱により重縮合して粗大粒子が生成することを防ぐことができる。このような観点から、上記一般式(II)において、G2がCH3基であることが好ましい。
Specific examples of the organic carbon-based compound having a functional group capable of binding to the base material constituent element include the following general formula (II):
M is selected from the group consisting of Si, Ti, Al, Sb and Te;
G 1 is independently a functional group that can bind to the matrix constituent element;
G 2 is independently a CH 3 group, or a functional group that can be bonded to a matrix constituent element;
n is an integer of 2 to 70,
m is an integer of 0 to 5,
l is an integer of 0 to 5)
The compound represented by these is mentioned. When the compound represented by the general formula (II) is used as the dispersion material, in the thermoelectric conversion material of the present invention, the dispersion material is bonded to the base material element at G 1 or G 2 . G 1 and G 2 in the general formula (II) may be the same or different. As shown in the general formula (II), the dispersion material having such a structure is composed of a hydrocarbon group having a low reactivity on the outermost side other than the functional group. Can be prevented from being generated. From such a viewpoint, in the general formula (II), G 2 is preferably a CH 3 group.
一実施形態において、上記一般式(II)中のnは、母材との親和性の観点から、10〜70の整数であり、好ましくは20〜65であり、さらに好ましくは30〜60であり、特に好ましくは45〜55である。また、分散材の大きさを適切なものとすることにより、フォノン熱伝導率を低下させることができる。他の実施形態において、上記一般式(II)中のnは、母材との親和性の観点から、2〜70の整数であり、好ましくは2〜60であり、さらに好ましくは2〜45である。 In one embodiment, n in the general formula (II) is an integer of 10 to 70, preferably 20 to 65, more preferably 30 to 60, from the viewpoint of affinity with the base material. Particularly preferred is 45 to 55. Moreover, the phonon thermal conductivity can be lowered by making the size of the dispersing material appropriate. In another embodiment, n in the general formula (II) is an integer of 2 to 70, preferably 2 to 60, and more preferably 2 to 45, from the viewpoint of affinity with the base material. is there.
上記分散材は、母材と親和性を高める観点から、母材とのハンセン溶解度パラメータ(HSP)距離Raが、好ましくは13.0以下であり、さらに好ましくは10.0以下である。同様の観点から、Raは、好ましくは2.0〜13.0であり、さらに好ましくは2.0〜10.0である。 From the viewpoint of increasing the affinity with the base material, the dispersive material has a Hansen solubility parameter (HSP) distance Ra with the base material of preferably 13.0 or less, and more preferably 10.0 or less. From the same viewpoint, Ra is preferably 2.0 to 13.0, and more preferably 2.0 to 10.0.
上記分散材は、溶媒との親和性を母材との親和性より相対的に小さくし、分散材と母材との複合量を増大させる観点から、分散材と溶媒とのハンセン溶解度パラメータ(HSP)距離Rbが、好ましくは7.0以上であり、さらに好ましくは10.0以上である。同様の観点から、Rbは、好ましくは7.0〜26.0であり、さらに好ましくは10.0〜15.0である。 The dispersion material has a smaller affinity with the solvent than the affinity with the base material, and from the viewpoint of increasing the composite amount of the dispersion material and the base material, the Hansen solubility parameter (HSP) of the dispersion material and the solvent. ) The distance Rb is preferably 7.0 or more, and more preferably 10.0 or more. From the same viewpoint, Rb is preferably 7.0 to 26.0, and more preferably 10.0 to 15.0.
上記工程(b)において、用いる分散材は、電気伝導率の低下を抑制する観点から含有量が少ないことが好ましく、具体的には、熱電変換材料を基準として、好ましくは1.0〜40モル%、さらに好ましくは2.0〜35モル%、特に好ましくは4.0〜20モル%となる量で用いることができる。 In the above step (b), the dispersant used preferably has a small content from the viewpoint of suppressing a decrease in electrical conductivity, and specifically, preferably 1.0 to 40 mol based on the thermoelectric conversion material. %, More preferably 2.0 to 35 mol%, particularly preferably 4.0 to 20 mol%.
上記工程(c)において、工程(b)で得られた複合粒子及び分散材を含む溶液を熱処理して合金化を行なう。当該熱処理は、合金化が可能であれば特に制限されないが、低温で合金化を促進させる観点から、ソルボサーマル反応させる方法が好ましい。ソルボサーマル反応は、有機溶媒中において、高温及び高圧下で複数の原料物質を反応させて、反応生成物を得る技術である。ソルボサーマル反応させる温度は、200〜350℃であることが好ましい。ソルボサーマル反応させる圧力は、0〜20MPaの範囲であることが好ましく、0.5〜15MPaの範囲であることがより好ましい。また、ソルボサーマル反応させる時間は、1〜48時間の範囲であることが好ましく、5〜24時間の範囲であることがより好ましく、8〜12時間の範囲であることがさらに好ましい。ソルボサーマル反応に使用される反応容器及び/又は反応制御装置等の手段は特に限定されない。本工程においては、オートクレーブのような当該技術分野でソルボサーマル反応に通常使用される装置を、反応容器及び反応制御装置として用いることができる。例えば、200〜250℃の範囲の温度でソルボサーマル反応させる場合、フッ素樹脂(例えばテフロン(登録商標))のような比較的安価な樹脂を用いたオートクレーブ装置を使用すればよく、250℃超かつ350℃以下の温度でソルボサーマル反応させる場合、ニッケル合金(例えばハステロイ(登録商標))のような耐熱・耐食合金を用いたオートクレーブ装置を使用すればよい。上記手段を用いることにより、特別な装置を準備することなく本工程のソルボサーマル反応を実施することができる。ソルボサーマル反応に使用される有機溶媒としては、例えば、エタノール若しくはメタノール又はそれらの混合物であることが好ましく、エタノール若しくはメタノール又はそれらの混合物であることが好ましい。 In the step (c), the solution containing the composite particles and the dispersion material obtained in the step (b) is heat-treated and alloyed. Although the said heat processing will not be restrict | limited especially if alloying is possible, From the viewpoint of promoting alloying at low temperature, the method of carrying out a solvothermal reaction is preferable. The solvothermal reaction is a technique for obtaining a reaction product by reacting a plurality of raw materials in an organic solvent under high temperature and high pressure. The temperature for the solvothermal reaction is preferably 200 to 350 ° C. The pressure for the solvothermal reaction is preferably in the range of 0 to 20 MPa, more preferably in the range of 0.5 to 15 MPa. The time for the solvothermal reaction is preferably in the range of 1 to 48 hours, more preferably in the range of 5 to 24 hours, and still more preferably in the range of 8 to 12 hours. Means such as a reaction vessel and / or a reaction control device used for the solvothermal reaction are not particularly limited. In this step, an apparatus usually used for a solvothermal reaction in the technical field such as an autoclave can be used as a reaction vessel and a reaction control apparatus. For example, when the solvothermal reaction is performed at a temperature in the range of 200 to 250 ° C., an autoclave apparatus using a relatively inexpensive resin such as a fluororesin (eg, Teflon (registered trademark)) may be used. When the solvothermal reaction is performed at a temperature of 350 ° C. or lower, an autoclave apparatus using a heat-resistant / corrosion-resistant alloy such as a nickel alloy (for example, Hastelloy (registered trademark)) may be used. By using the above means, the solvothermal reaction of this step can be carried out without preparing a special apparatus. As an organic solvent used for the solvothermal reaction, for example, ethanol or methanol or a mixture thereof is preferable, and ethanol or methanol or a mixture thereof is preferable.
上記工程(c)の後、合金化された粒子を含む溶液を乾燥させることが好ましい。乾燥方法としては、密閉容器中での不活性ガスフローが挙げられる。 After the step (c), the solution containing the alloyed particles is preferably dried. Examples of the drying method include an inert gas flow in a closed container.
上記工程(c)の後、構成元素を含有する熱電変換材料を焼結する焼結工程(d)を行ってもよい。本工程により、上記熱電変換材料の一次粒子が凝集したバルク体の形態の熱電変換材料を形成させることができる。本工程において、上記熱電変換材料を焼結する手段は特に限定されない。例えば、放電プラズマ焼結(SPS焼結)法又はホットプレス法のような当該技術分野で通常使用される焼結手段を適用することができる。本工程は、SPS焼結法を用いて実施することが好ましい。上記手段によって上記熱電変換材料の一次粒子を焼結することにより、該一次粒子が凝集したバルク体の形態の熱電変換材料を形成させることができる。例えば、熱電変換材料を300℃〜450℃、50〜100MPa、10〜30分間SPS焼結(放電プラズマ焼結:Spark Plasma Sintering)することによって、熱電変換材料バルク体を得ることができる。SPS焼結は、パンチ(上部、下部)、電極(上部、下部)、ダイ及び加圧装置を備えたSPS焼結機を用いて行うことができる。また、焼結の際に、焼結機の焼結チャンバのみを外気から隔離して不活性の焼結雰囲気にしてもよくあるいはシステム全体をハウジングで囲んで不活性雰囲気にしてもよい。 You may perform the sintering process (d) which sinters the thermoelectric conversion material containing a structural element after the said process (c). By this step, a thermoelectric conversion material in the form of a bulk body in which primary particles of the thermoelectric conversion material are aggregated can be formed. In this step, the means for sintering the thermoelectric conversion material is not particularly limited. For example, a sintering means usually used in the art such as a spark plasma sintering (SPS sintering) method or a hot press method can be applied. This step is preferably performed using an SPS sintering method. By sintering the primary particles of the thermoelectric conversion material by the above means, a thermoelectric conversion material in the form of a bulk body in which the primary particles are aggregated can be formed. For example, a thermoelectric conversion material bulk body can be obtained by performing SPS sintering (discharge plasma sintering) of a thermoelectric conversion material at 300 to 450 ° C. and 50 to 100 MPa for 10 to 30 minutes. SPS sintering can be performed using an SPS sintering machine equipped with a punch (upper part, lower part), an electrode (upper part, lower part), a die and a pressure device. Further, at the time of sintering, only the sintering chamber of the sintering machine may be isolated from the outside air to be an inert sintering atmosphere, or the entire system may be surrounded by a housing to be an inert atmosphere.
本発明の製造方法により得られる熱電変換材料は、母材と分散材との複合量が十分の増大されているために、良好な格子熱伝導率を有する。具体的には、本発明の製造方法により得られる熱電変換材料の格子熱伝導率は、好ましくは0.5W/m/K以下、さらに好ましくは0.25W/m/K以下、特に好ましくは0.15W/m/K以下である。 The thermoelectric conversion material obtained by the production method of the present invention has a good lattice thermal conductivity because the composite amount of the base material and the dispersion material is sufficiently increased. Specifically, the lattice thermal conductivity of the thermoelectric conversion material obtained by the production method of the present invention is preferably 0.5 W / m / K or less, more preferably 0.25 W / m / K or less, particularly preferably 0. .15 W / m / K or less.
本発明の製造方法により得られる熱電変換材料は、通常は、微細粒径の粒子の形態であり、典型的には、ナノ粒子の形態である。一般に、約100nm超の平均粒径を有する合金粒子はサブマイクロ粒子と分類され、約100nm以下の平均粒径を有する合金粒子はナノ粒子と分類される。上記熱電変換材料は、通常は、300nm以下の平均粒径を有し、典型的には、200nm以下の平均粒径を有する。上記熱電変換材料は、通常は、50nm以上の平均粒径を有し、典型的には、70nm以上の平均粒径を有する。本発明の熱電変換材料は、上記平均粒径を有する微細粒径の粒子(以下、「一次粒子」とも記載する)を焼結等することによって得られるバルク体の形態であってもよい。 The thermoelectric conversion material obtained by the production method of the present invention is usually in the form of fine particles and typically in the form of nanoparticles. In general, alloy particles having an average particle size greater than about 100 nm are classified as sub-microparticles, and alloy particles having an average particle size of about 100 nm or less are classified as nanoparticles. The thermoelectric conversion material usually has an average particle size of 300 nm or less, and typically has an average particle size of 200 nm or less. The thermoelectric conversion material usually has an average particle size of 50 nm or more, and typically has an average particle size of 70 nm or more. The thermoelectric conversion material of the present invention may be in the form of a bulk body obtained by sintering particles having a fine particle diameter (hereinafter also referred to as “primary particles”) having the above average particle diameter.
本発明の製造方法により得られる熱電変換材料は、熱電変換素子の製造に用いることができる。熱電変換素子は、本発明の製造方法により得られる熱電変換材料を用いて、それ自体公知の方法によって、N型ナノコンポジット熱電変換材料、P型ナノコンポジット熱電変換材料、電極及び絶縁性基板を組み立てることによって得ることができる。熱電変換素子は、本発明の製造方法により得られる熱電変換材料を用いて、それ自体公知の方法によって、N型ナノコンポジット熱電変換材料、P型ナノコンポジット熱電変換材料、電極及び絶縁性基板を組み立てることによって得ることができる。 The thermoelectric conversion material obtained by the manufacturing method of this invention can be used for manufacture of a thermoelectric conversion element. The thermoelectric conversion element assembles an N-type nanocomposite thermoelectric conversion material, a P-type nanocomposite thermoelectric conversion material, an electrode and an insulating substrate by a method known per se using the thermoelectric conversion material obtained by the production method of the present invention. Can be obtained. The thermoelectric conversion element assembles an N-type nanocomposite thermoelectric conversion material, a P-type nanocomposite thermoelectric conversion material, an electrode and an insulating substrate by a method known per se using the thermoelectric conversion material obtained by the production method of the present invention. Can be obtained.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は実施例の範囲に限定されない。
実施例1−3及び比較例1
[I:熱電変換材料の製造]
[実施例1]
(1)熱電変換材料を構成する元素の塩BiCl3(0.24g)、SbCl3(0.68g)、TeCl4(1.51g)及びエタノールを含む溶液Aと還元剤(NaBH4)を含む溶液B(1.60gのNaBH4を150mlのエタノールに溶解させたもの)を混合して、熱電変換材料を構成するナノ母材複合粒子を作製した。
(2)作製したナノ母材複合粒子(Bi,Sb,Te)及び表1に示す溶媒を含む溶液中に分散材として、以下の表1及び化学式に示す有機炭素化合物(0.14g)を添加した。
(3)低温熱処理(ソルボサーマル)(240℃、48時間)を施し、合金化を促進し、熱電変換材料母材を形成した。
(4)溶媒を乾燥させて粉末を得た。
(5)上記合金粉末を焼結処理(360℃)によりバルク化して焼結体を得た。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to the range of an Example.
Examples 1-3 and Comparative Example 1
[I: Production of thermoelectric conversion material]
[Example 1]
(1) Contains a solution A containing a salt of element BiCl 3 (0.24 g), SbCl 3 (0.68 g), TeCl 4 (1.51 g) and ethanol and a reducing agent (NaBH 4 ) constituting the thermoelectric conversion material. Solution B (1.60 g of NaBH 4 dissolved in 150 ml of ethanol) was mixed to prepare nano-base material composite particles constituting a thermoelectric conversion material.
(2) An organic carbon compound (0.14 g) shown in the following Table 1 and chemical formula is added as a dispersing agent in a solution containing the prepared nano matrix composite particles (Bi, Sb, Te) and the solvent shown in Table 1. did.
(3) Low-temperature heat treatment (solvothermal) (240 ° C., 48 hours) was performed to promote alloying and form a thermoelectric conversion material base material.
(4) The solvent was dried to obtain a powder.
(5) The alloy powder was bulked by a sintering process (360 ° C.) to obtain a sintered body.
[実施例2]
工程(2)において用いる溶媒を以下の表1に示されるものとした以外は、実施例1と同様にして焼結体を得た。
[Example 2]
A sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solvent used in the step (2) was changed to that shown in Table 1 below.
[実施例3]
工程(2)において用いる溶媒を以下の表1に示されるものとした以外は、実施例1と同様にして焼結体を得た。
[Example 3]
A sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solvent used in the step (2) was changed to that shown in Table 1 below.
[比較例1]
工程(2)において用いる溶媒を以下の表1に示されるものとした以外は、実施例1と同様にして焼結体を得た。
[Comparative Example 1]
A sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solvent used in the step (2) was changed to that shown in Table 1 below.
[II:分析]
上記手順によって得られた実施例1−3及び比較例1の焼結体について、組成比をICP測定し、複合量を算出した。
[II: Analysis]
For the sintered bodies of Example 1-3 and Comparative Example 1 obtained by the above procedure, the composition ratio was measured by ICP, and the composite amount was calculated.
<焼結体の元素組成の測定>
焼結体のICP分析により測定した。
装置:島津製作所製 ICPS−8000
<Measurement of elemental composition of sintered body>
It was measured by ICP analysis of the sintered body.
Device: ICPS-8000 manufactured by Shimadzu Corporation
[III:結果]
実施例1−3及び比較例1の焼結体についての分析結果を表1に示す。
[III: Results]
Table 1 shows the analysis results of the sintered bodies of Example 1-3 and Comparative Example 1.
表1の結果より、実施例1−3の焼結体は比較例1の焼結体と比較して、分散材成分(Si)の複合量が大きいことがわかる。 From the results in Table 1, it can be seen that the sintered body of Example 1-3 has a larger composite amount of the dispersion component (Si) than the sintered body of Comparative Example 1.
本発明の製造方法により得られる熱電変換材料を用いた熱電変換素子は、自動車の排熱や地熱を用いた発電及び人工衛星用の電源に利用することができる。また、本発明の製造方法により得られる熱電変換材料を用いた熱電変換素子は、電化製品及び自動車等の温度調節素子に利用することができる。 The thermoelectric conversion element using the thermoelectric conversion material obtained by the production method of the present invention can be used for power generation using automobile exhaust heat or geothermal heat and a power source for artificial satellites. Moreover, the thermoelectric conversion element using the thermoelectric conversion material obtained by the manufacturing method of this invention can be utilized for temperature control elements, such as an electrical appliance and a motor vehicle.
Claims (2)
(a)Bi及びSbから選択される少なくとも1種の母材構成元素の前駆体と、Te及びSeから選択される少なくとも1種の母材構成元素の前駆体と、溶媒とを含有する溶液と、還元剤とを混合して母材複合粒子を得る工程、
(b)工程(a)で得られた複合粒子を含む溶液の溶媒を場合により他の溶媒に置換し、当該溶液に分散材を添加する工程、及び
(c)工程(b)で得られた複合粒子及び分散材を含む溶液を熱処理する工程を含む、熱電変換材料の製造方法であって、
分散材と母材とのハンセン溶解度パラメータ(HSP)距離Ra、及び分散材と分散材を添加する複合粒子を含む溶液の溶媒とのハンセン溶解度パラメータ(HSP)距離Rbが、下記式(I):
Ra−Rb≦3.0 (I)
を満たし、
分散材が、下記一般式(II):
Mは、Si、Ti、Al、Sb及びTeからなる群より選択され、
G 1 は独立して、母材構成元素と結合可能な官能基であり、
G 2 は独立して、CH 3 基、又は母材構成元素と結合可能な官能基であり、
nは、45〜55の整数であり、
mは、0〜5の整数であり、
lは、0〜5の整数である)
で表される化合物である、上記方法。 Next step:
(A) a solution containing a precursor of at least one matrix constituent element selected from Bi and Sb, a precursor of at least one matrix constituent element selected from Te and Se, and a solvent; A step of mixing a reducing agent to obtain matrix composite particles,
(B) The solvent of the solution containing the composite particles obtained in step (a) is optionally replaced with another solvent, and a dispersion material is added to the solution, and (c) obtained in step (b). A method for producing a thermoelectric conversion material comprising a step of heat-treating a solution containing composite particles and a dispersion material,
The Hansen solubility parameter (HSP) distance Ra between the dispersion material and the base material and the Hansen solubility parameter (HSP) distance Rb between the dispersion material and the solvent of the solution containing the composite particles to which the dispersion material is added are represented by the following formula (I):
Ra-Rb ≦ 3.0 (I)
Meet the,
The dispersion material has the following general formula (II):
M is selected from the group consisting of Si, Ti, Al, Sb and Te;
G 1 is independently a functional group that can bind to the matrix constituent element;
G 2 is independently a CH 3 group, or a functional group that can be bonded to a matrix constituent element;
n is an integer of 45 to 55;
m is an integer of 0 to 5,
l is an integer of 0 to 5)
The above method, which is a compound represented by the formula:
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