专利名称：：用于生产热电元件材料的烧结体的方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于生产热电元件材料的烧结体的方法，其最好被用于制备用于热电模块的热电元件，该热电元件为利用帕尔铁(Peltier)效应的温控元件。如图12A和12B中所示，传统的热电模块100作为热电元件设置有N-型和P-型半导体元件110、120的结构，其被排布成矩阵形式，从而每个N-型半导体元件110被相隔所需的空间与P-型半导体元件120相邻设置，设置在该结构的顶面上的上部电极130被根据第一电路图形连接在相邻的半导体元件110和120之间，设置在结构的底面上的下部电极140被根据与第一电路图不同的第二图形连接在相邻的半导体元件110和120之间，将诸如被烧结的氧化铝片的陶瓷片150与上部和下部电极130和140相黏结。例如，如图12B中所示，当向热电模块100提供直流时，每个上部电极130具有从N-型半导体元件110流向P-型半导体元件120的电流，而另外一方面，每个下部电极140具有从P-型半导体元件120流向N-型半导体元件110的电流。此时，上部电极130通过陶瓷片150从周围吸收热量，而下部电极140通过陶瓷片150向周围辐射热量。因此，热电模块100象一种热泵一样进行工作，用于将热量从一侧输送到相对的另外一侧，这就是所公知的帕尔铁效应。根据此原理，可使用热电模块100作为电子元件或电路板的温控元件。可根据在日本专利早期公开[KOKAI]No．9-321357中揭示的下述方法生产热电元件110、120。即，如图13中所示，将用于热电元件的坯料在非氧化气氛中进行球磨，以获得其粉料。在将粉料装入到由诸如铝等金属材料制成的封壳中之后，对封壳进行抽空以获得用于挤压的坯段。如图14中所示，然后通过使用挤压模具70进行挤压操作以减少坯段72的直径。在图14中，标号76表示填充在封壳74中的热电元件材料。接着，进行热处理以烧结被加工的坯段的中的粉末。通过从封壳中取出所获得的烧结的料体，可获得一个热电元件材料的烧结体的细棒。在上述的方法中，由于预先对坯料进行球磨，可减少坯料中合金成分的偏析，即可减少坯料中合金成分的非均匀性。其结果，可降低热电元件在热电性能和机械性能方面的变化。另外，与从坯料直接切出热电元件的情况相比，可大大的减少热电元件发生碎裂或破碎的可能性。因此，由于通过热处理可提高热电元件的机械强度，从而可提高热电元件的产量。为此，热电模块100的热泵性能大大的依赖于热电元件110、120的热电性能。通过在坯料中使合金成分均匀分布、减少在热电元件中引入的杂质量、和／或热电元件材料的特定晶面的定向程度可提高热电性能。在上述的方法中，由于对坯料进行球磨，可使得合金成分进行均匀的分布。然而，通常在所获得的热电元件粉末材料中的杂质量会增大。因此，对提高热电性能存在一定的限制。另一方面，当所谓的热电元件材料的“C”晶面的特定晶面定向程度提高时，也可大大的提高热电性能。即，当沿晶向将直流提供到热电元件时，可获得改进的热电性能。在上述的方法中，由于对坯料进行球磨，热电元件材料的粉末在“C”晶面上随机取向。虽然通过对其中具有粉末的封壳进行挤压步骤可一定程度的提高“C”晶面的定向程度，但不足以获得优良的热电性能。本发明的一个主要的目的在于提供一种生产用于热电元件的材料的烧结体，该热电元件具有优良的热电性能和机械性能，其最好被用于生产使用帕尔铁效应进行温控的热电模块。也就是说，通过下述的方法产生烧结体。提供一种用于热电元件的料块。该料块具有电流通过方向，其中通过提供电流而获得热电元件的所需的热电性能。将料块封闭在细长封壳中，从而料块的电流通过方向基本上与封壳的轴向相一致。在对封壳进行抽空后，进行用于减少与封壳的轴向相垂直的截面的成型操作，以获得成型的封壳，在其中具有通过成型操作而被压碎的密实毛坯块。然后进行热处理，以烧结在成型封壳中的密实毛坯。最后，从被成型的封壳中取出被烧结的料体。在本发明的上述方法中，封壳最好由金属材料构成，在高于热处理的温度范围，该材料比用于热电元件的材料具有更低的线性膨胀系数。在此情况下，正如后面将详细描述的，可有效的进行热处理。在上述的本发明的方法中，最好逐步的进行成型操作，以获得具有所需截面的成型封壳。在此情况下，在成型操作期间最好进行退火处理。通过退火处理可有效的保证完成成型操作而不会损坏封壳。本发明的另外的一个目的在于提供一种生产用于热电元件的材料烧结体的方法，其中的热电元件具有优良热电性能和机械性能，其最好用于生产具有改进热泵性能的热电模块。即，通过下面的方法生产烧结体。提供通过单向固化制备的用于热电元件的坯料。坯料被封装在细长的封壳中，从而坯料的固化方向基本上与封壳的轴向一致。在对封壳抽空后，进行成型操作，以降低与封壳的轴向垂直的截面，从而获得成型的封壳，该封壳具有通过在其中进行成型操作而被粉碎的密实的坯料。然后进行热处理，以烧结在成型封壳中的密实坯料。最后，从成型的封壳中取出被烧结的料体。另外，通过下面的方法可生产烧结料体。即，制备具有轴向的预-烧结体，其中大致定向了用于热电元件的材料的特定晶面。最好通过研磨借助单向固化制备的用于热电元件的材料的坯料制备预-烧结体，以获得其粉末，并在非氧化气氛中对其进行热压。接着，将预-烧结体封装在细长的封壳中，从而预烧结体的受压方向与封壳的轴向一致。在抽空封壳后，逐步进行用于减少与封壳的轴向垂直的截面的成型操作，以获得成型的封壳，该封壳具有通过在其中进行成型操作而被碎化的密实的预烧结体的坯料。然后进行热处理以烧结处于成型封壳中的密实坯料。最后，从成型的封壳中取出被烧结体。通过下面结合相应的附图并对本发明的具体实施例的详细描述回对本发明的优点有更清楚的了解。图1为根据本发明的第一实施例的用于生产热电元件材料的烧结体的方法的流程图；图2为本发明的将料棒封装在细长的封壳中的步骤的透视图3为被封装在封壳中的坯料棒的截面图；在图4A和4B中，图4A为由单个料棒和隔离体构成的柱状件的透视图，而图4B为由多个料棒和隔离体构成的柱状件的透视图；图5为拉床的示意图；图6A和6B为分别用于滚压操作的一对辊子的透视图和正视图；图7A和7B为旋锻机的透视图和正视图；图8为在第一实施例中描述的第一实验结果的示意图；图9为在第一实施例中描述的第二实验结果的示意图；图10为热电元件的性能指标和热处理温度之间关系的曲线图；图11A为根据本发明的第二实施例的用于制备热电元件用材料的坯段的工艺的流程图；图11B为根据第二实施例的将坯段封装到封壳中的步骤的透视图；图12A和12B为传统的热电模块的透视图和截面图；图13为生产热电元件材料的烧结体的传统方法的流程图；及图14为传统方法的挤压步骤的示意图。下面参考相应的附图对本发明的最佳实施例进行详细描述。(第一实施例)通过下面根据本发明的第一实施例的方法可生产用于热电元件的烧结体，图1中示出了其流程图。《步骤10》在步骤10中，提供一个通过单向固化制备的用于热电元件的材料的坯料棒1。对于用于热电元件的材料，比如，对于N-型热电元件最好使用Bi2Te3，对于P-型热电元件使用Sb2Te3。在受控的条件下，单向固化是公知的用于固化晶体材料的技术，从而所需的晶面被定向在固化的方向上。用于热电元件的材料为脆性化合物，并具有作为解理面的所谓的“C”晶面。在本实施例中所使用的坯料棒1的特征在于其“C”晶面基本上定向在固化方向上，这与坯料棒的轴向一致。如上所述，热电模块的热泵性能主要依赖于所使用的热电元件的热电性能。热电性能值根据被提供到热电元件的电流的方向而改变。当提供到热电元件上的电流方向与“C”晶面的方向一致时，可获得高的热电性能值。因此，当热电元件中的“C”晶面的定向程度高时，可获得较高的热电性能。在本实施例中使用的坯料棒1是通过单向固化制备的，由此热电元件的材料的“C”晶面(解理面)基本上定向在坯料棒的轴向上，即坯料棒的固化方向。这意味着坯料棒1具有电流通过方向，其中通过提供电流而获得热电元件的优良的热电性能。在本实施例中可使用通过单向固化而制备的满足上述条件的坯料。《步骤11》在步骤11中，将坯料棒1封装到封壳2中，从而坯料的固化方向基本上与封壳的轴向一致，如图2中所示。作为封壳2，最好使用由诸如铝、铁或钢等金属材料制成的封壳。当坯料棒1为圆棒形时，最好使封壳2的结构适合将坯料棒放入其中。换句话说，封壳的结构最好使得坯料棒的直径略微小于封壳2的内径。例如，如图3中所示，当坯料棒1的直径D1为7mm，公差为+0．000，-0．012mm，封壳2的内径D2最好为7mm，而公差为+0．012，-0．000。另一方面，如图4A中所示，当使用具有长方形棒状的坯料棒1A时，封壳2的结构最好使得由单个坯料棒1A和四个隔离体5构成的柱状件可容于其中。另外，当封壳2的结构使得由多个长方形坯料棒1A和四个隔离体5A构成的大的柱状件可放入其中时，如图4B中所示，通过本发明的方法可生产具有用于热电元件的材料的大直径的烧结体。隔离体5，5A最好由与封壳2相同的材料构成。因此，本发明的一个重要的特征在于不需对坯料棒进行研磨而将用于热电元件的材料的坯料棒1，1A放入到封壳2中。《步骤12》在用盖3盖住封壳2后，对封壳进行抽空，以获得坯段4用于下面的成型操作。《步骤13》接着，对坯段4进行成型操作以减少与坯段的轴向垂直的截面。对于成型操作，最好选择拉棒机、滚压机或旋锻机。例如，通过使用拉床可进行拉棒操作，如图5中所示。拉床设置有拉模20、拉车21(其带有用于卡住坯段4的顶端的卡具22)、用于在拉伸方向推动拉车的链23，和用于将拉车与链相连的挂钩24。通过借助减速机构(未示出)与电机(未示出)相连的链轮25驱动链23。标号26表示用于拉模的支撑台。当逐步进行拉伸操作以获得坯段的所需的截面时，所提供的成型坯段的直径在纵向上的精度为±0．02mm。另一方面，可使用一对辊子进行滚压操作，其中每个具有宽度和深度尺寸彼此不同的槽。例如，如图6A和6B中所示，辊子30具有6个不同的槽31，从而从辊子的一端到相对的一端槽的宽度和深度的尺寸逐渐减少，即从图6B中所示的辊子30的左侧向着右侧。每个槽31都具有90度的孔径角。坯段4被插入在槽31之间所限定的空间中以减少坯段的截面，而槽31的宽度和深度与辊子30一致，如图6A所示。因此，通过使用这些辊子30可逐步的将坯段4的截面减少，例如分六步。因此，当为了获得坯段的截面而以逐步的方式进行滚压操作时，可使所形成的坯段的直径在纵向上的精度处于±0．02mm内。另外，如图7A和7B所示，可使用旋锻机50进行旋锻操作。旋锻机50包含旋转体51、四组衬垫物52和模具53，他们被旋转体滑动支撑在径向上，凸轮随动件55以固定的环形间隔被设置在旋转体的周边。通过将坯段4插入到由四个模具53的顶端围绕的旋锻空间中而进行旋锻操作，通过旋转旋转体51，由此坯段的截面被降低。即，当旋转体51旋转时，四组衬垫物52和模具53的每个都在旋转体的径向上通过离心力而进行移动以扩展旋锻空间。然而，凸轮随动件55阻碍衬垫物52和模具53的运动，从而四组衬垫物和模具向着旋转体的轴在径向上运动，使旋锻空间变窄。在旋锻操作期间，模具53的顶端连续的碰触被插入到旋锻空间中的坯段4，从而减少其截面。通过变换模具53，可以逐步的方式降低坯段4的截面。当使用旋锻进行成型操作时，成型的坯段的直径在纵向上的精度在±0．1mm范围内。在本发明中，通过成型操作使由金属材料制成的封壳2进行塑性变形。然而，由于坯料棒1由脆性材料制成，其无法跟随上封壳的塑性变形，从而坯料棒在封壳中被碎化。另外，由于通过成型操作使封壳的截面被减小，碎化的坯料棒受到压缩，从而在成型的封壳中获得碎化坯料棒的密实毛坯。如上所述，用于热电元件的材料容易沿解理面断裂，即晶面的“C”方向。因此，即使当通过成型操作使坯料棒在封壳中碎化，碎化坯料棒的密实毛坯也可基本上保持在晶面的“C”方向上。在进行成型操作时，坯段的输送速率最好小于10m／min。最好以逐步的方式对坯段4进行成型操作，即多步骤的方式，以获得所需的坯段截面。当坯段截面的总的降低比例(α)高时，该降低比例被定义为在进行完所有的成型操作步骤后测量的坯段的截面(Sf)与在进行成型操作前所测量的坯段的截面(SO)的比值，由于工件的硬度而造成封壳的损坏是一个问题。例如，进行本发明的成型操作，直到截面的总的降低比例(α)达到大约0．33(Sf／So=1／3)为止。在此情况下，在成型操作期间可对坯段4进行足够长时间的退火处理。可根据封壳材料的种类、成型操作的条件(即成型操作的数目和种类)、截面的降低比例和成型速度(诸如拉速)等确定退火处理的时间和条件。作为一个实例，在使用铝封壳的情况下，在成型操作期间，当每次坯段截面的降低比例(β)达到0．9(Sn2／Sn1=9／10)时，最好在300摄氏度的情况下进行退火10分钟，其中的每次截面降低比例(β)被定义为在至少完成一个成型操作步骤后所测量的坯段的截面(Sn2)与在进行至少一个步骤之前所测量的坯段的截面(Sn1)之比。下面为本发明的成型操作的实验结果。在第一实验中，以逐步的方式进行旋锻操作，以降低坯段的直径，坯段的初始直径为10mm，总长度为100mm。封壳的壁厚和内径分别为1．5mm和7mm。如图8中所示，分七步进行旋锻操作，每步具有不同的截面降低比。通过七步的旋锻操作使坯段直径连续的从10mm降低到9．2mm、8．0mm、5．8mm、5．1mm、4．9mm、4．5mm和3．9mm。例如，第一步的降低比例为0．85，其是通过计算在第一步的旋锻操作后坯段的截面(Sn2=4．6X4．6Xπ=66．44)与进行第一步之前的坯段的截面(Sn1=5．0×5．0×π=78．50)的比而得到的。在七步的旋锻操作后坯段的总长度、封壳的壁厚和内径分别为548．0mm、0．59mm和2．73mm。在第二实验中，如图9中所示，通过使用第一、第二和第三对辊子以逐步的方式进行滚压操作以降低初始直径为10mm的坯段的截面。第一对辊子设置六个滚压级。在六个滚压步骤中坯段截面的平均降低比例为0．92。第二对辊子提供七个滚压级。在七个滚压级中坯段截面的平均降低比例为0．89。第三对辊子具有14个滚压级。在14个滚压级中坯段截面的平均降低比例为0．91。因此，当在每个滚压级中使用小的坯段截面降低比例时，可如图9中所示，在对封壳不造成损害的情况下，可获得坯段截面的大的总降低比例(α)。通过进行第三和第四实验，以观察对于每个P-型和N-型热电元件材料在成型操作期间进行退火处理的效果。在第三实验中，通过以2m／min的滚压速度使用第一、第二和第三对辊子以逐步的方式进行滚压操作，以降低初始直径为10mm的坯段的截面。第一对辊子设置3个滚压级。在3个滚压步骤中坯段截面的平均降低比例为0．93。第二对辊子提供七个滚压级。在七个滚压级中坯段截面的平均降低比例为0．89。第三对辊子具有4个滚压级。在4个滚压级中坯段截面的平均降低比例为0．89。如表1中所示，当在无退火处理而进行上述的滚压操作时，在使用第三对辊子进行完初始的三个滚压级后可发现封壳被损坏。在第四个实验中，如表2中所示，在使用第二对辊子进行7个滚压级期间进行退火处理。即在用第二对辊子进行初始的三个滚压级后立即对坯段在345摄氏度的温度下进行10分钟的退火处理。在使用第二对辊子的初始三个滚压级中截面的平均降低比例为0．87。在退火处理后，进行使用第二对辊子的剩余的四个滚压级和使用第三对辊子的四个滚压级。使用第二对辊子的剩余四个滚压操作的平均降低比例为0．91。在此情况下，在对封壳无损坏的情况下连续进行滚压操作。虽然本发明不需要退火处理，通过上面的实验结果可看出，对于在对封壳无损害的情况下稳定的完成成型操作进行退火处理是有效的。《步骤14和15》在完成步骤13的成型操作后，对成型的坯段16进行热处理，用于烧结在封壳中通过成型操作被碎化的坯料棒的密实毛坯7(步骤14)。例如，在惰性气氛中，在400摄氏度到450摄氏度的温度下进行大约15小时的通常的作为热处理的烧结操作。另外，在惰性气氛下，在400摄氏度的温度下可进行1．5小时的均匀热压(HIP)。通过此热处理，与从坯料直接切出热电元件的情况相比可大大的提高热电元件的机械强度。然后，从封壳中取出所获得的烧结体，以获得具有所需直径的烧结体棒8。下面为将通过本发明的方法生产的热电元件与通过传统方法生产的热电元件相比的实验结果。在传统的方法中，对通过单向固化获得的N-型热电元件材料的坯料棒进行球磨以获得粉末。在将粉末装入到封壳中后，对封壳进行抽空以获得坯段，然后以降低的比例进行成型操作。通过重复上述的过程，可获得多个成型的坯段。接着，通过通常的烧结操作在300摄氏度到450摄氏度的不同温度范围内对成型的坯段进行10小时的热处理。从封壳中取出所获得的烧结体，以获得N-型热电元件材料的坯料棒。从烧结棒切出热电元件。在本发明的方法中，将通过单向固化制备的N-型热电元件材料的坯料棒装入到材料和形状与传统方法相同的封壳中，对坯料棒不进行研磨，从而坯料棒的固化方向基本上与封壳的轴向相一致。后续进行的获得热电元件的步骤与传统的方法一样。因此，省略了对其的描述。图10为表示性能指数和热处理温度之间关系的曲线图。从此图中可看出，在高于热处理温度的范围中，表示由本发明的方法生产的热电元件的热电性能的性能指数(C1Zmax=2．58)高于通过传统方法生产的指数(C2Zmax=2．35)。在本发明的方法中，由于对在封壳中的通过成型操作碎化的坯料棒的密实毛坯进行烧结，同时基本上保持坯料棒的晶面“C”的取向，从而与将预先制备的具有随机“C”晶面取向的热电元件材料的粉末装入到封壳中的情况相比，所提供的热电元件材料的烧结体具有优良的热电性能。另外，由于在成型操作期间不暴露到空气中，可在封壳中形成坯料的密实毛坯，从而可避免在传统的方法的所使用的球磨步骤中由于球材料所造成的对热电元件材料的污染，可避免对热电元件材料造成氧化，同时可将杂质进入到热电元件中的量降到最小。因此，通过本发明的方法生产的热电元件材料的烧结体表现出很好的机械强度，并提高了热电元件的材料产量。结果，本发明所提供的热电元件材料的烧结体适合用于生产具有高可靠性的热电模块，并可改善冷却效率。另外，当封壳2由诸如碳钢(S15CK，JIS)的钢性材料制成时，其中该钢性材料具有比所使用的热电元件材料小的线性膨胀系数，在热处理中存在下面的优点。例如，碳钢(S15CK)的线性膨胀系数为11．8×10-6／度。P-型热电元件材料在“C”晶面方向上的线性膨胀系数为13．6×10-6／度，而在与“C”晶面垂直的方向上为21．0×10-6／度。另一方面，N-型热电元件材料的线性膨胀系数在“C”晶面方向上为14．5×10-6／度，而在与“C”晶面垂直的方向上为19．4×10-6／度。因此，当碳钢封壳的线性膨胀系数小于P型和N型热电元件材料的系数时，由于在具有较小体积膨胀的碳钢封壳中热电元件材料产生体积膨胀，在热处理期间热电元件材料吸收封壳中的压缩。其结果，增强了由热处理所进行的对封壳中的热电元件材料的烧结，从而通过通常的烧结操作可获得与热压或HIP类似的烧结效果。作为一个实例，将热电元件材料的坯料棒封装在碳钢(S15CK)封壳中以获得坯段。对坯段进行旋锻操作以制备成型的坯段，该成型的坯段具有通过封壳中的旋锻操作而被碎化的坯料棒的密实毛坯。然后，进行通常的作为热处理的烧结操作以烧结封壳中的密实毛坯。表3中示出了密实毛坯和所获得的烧结体的性质。从表3中可看出，最好通过通常的烧结操作对密实毛坯进行烧结，而所获得的烧结体具备优良的抗弯强度和性能指数Z。表3<tablesid="table1"num="001"><table>性能通过旋锻操作所获得的密实毛坯烧结体密度(％)94．9100．0抗弯强度(kg／mm2)0．506．67性能指标Z(×10-3／K)0．622．58塞贝克系数(μV／K)-211．1-188．7电阻率(mΩ．cm)8．621．01热导率(W／mK)0．831．37</table></tables>最后，根据本发明的第一实施例所生产的烧结体的特征在于在烧结体中的氧的含量很低，从下面的测量结果中可看出，即通过单向固化所制备的坯料中的氧含量为大约35wtppm。通过本发明的方法所制备的烧结体中的氧含量为大约60wtppm。另一方面，根据传统方法生产的烧结体中的氧含量为大约215wtppm，该方法的特征在于将坯料的粉末装入到封壳中。这些测量的结果表示本发明的方法可有效的降低在烧结体中的氧的含量。氧含量被降低所带来的效果是可改善用于热电元件的材料的烧结体的热电性能和机械强度。第二实施例根据本发明第二实施例的生产用于热电元件的材料的烧结体的方法基本上与第一实施例相同，除了下面的区别，因此不对重复的内容进行描述。首先，制备诸如Sb2Te3和Bi2Te3的每个P型和N型热电元件材料的坯料棒。在此实施例中，最好使用通过单向固化制备的坯料棒，从而热电元件材料的“C”晶面的方向基本上与固化的方向一致，即坯料棒的轴向。接着，对坯料棒进行研磨以获得热电元件材料的片状粉末。例如，可在非氧化气氛下对坯料进行球磨以获得粉末。由于热电元件材料的“C”晶面为解理面，沿“C”晶面容易进行对坯料的研磨。所获得的片状粉末为随机取向的“C”晶面。如果需要的话，可将搀杂剂加入到粉末中。接着，如图11A(步骤16)所示，通过使用热压装置80在非氧化气氛中对片状粉末60进行热压而制备热电元件材料的预-烧结体62。在热压步骤，片状粉末的微粒重新排布，从而在与压力方向P垂直的水平方向上预-烧结体具有“C”晶面的取向。另外，可通过挤压模制粉末制备烧结体以获得密实毛坯，然后通过通常的烧结操作在非氧化气氛下预烧结密实毛坯。接着，如图11A(步骤17和18)所示，通过机加工预烧结体62制备坯段9，从而坯段的轴向与“C”晶面的取向一致。通过重复上述的过程，可获得多个坯段9。预烧结体的坯段9被封装到细长封壳2中，从而坯段的轴向与封壳的轴向一致，如图11B所示。当使用图4A所示的隔离物5时，可通过步骤16将预烧结体封装到封壳2中，而不用上述的机加工步骤。在用盖3盖住封壳2后，对封壳进行抽空以获得坯段4。接着，对坯段进行成型操作以降低与坯段的轴向垂直的截面。对于成型操作，正如在第一实施例中所述的，最好使用拉棒(图5)、滚压(图6A和6B)或旋锻操作(图7A和7B)。例如，当对坯段进行拉棒时，预烧结体的坯段在封壳中碎化。沿热电元件材料的“C”晶面很容易进行坯段9的碎化。另外，在拉操作期间，在封壳中产生碎化坯段的粒子流，从而可提高“C”晶面的定向程度。因此，可获得通过成型操作在封壳中被碎化的密实坯段毛坯。正如在第一实施例中所述的，如果需要的话，在成型操作期间可进行退火处理，以避免损坏封壳。接着，对成型的坯段进行热处理以在封壳中烧结密实毛坯。从封壳中取出烧结体以获得热电元件材料的烧结棒。因此，当根据上述的机械合金工艺从热电元件材料的坯料制备坯段时，将坯段而不是将坯料的粉末放入到封壳中，这样所提供的热电元件材料的烧结体适合用于生产具有高可靠性的热电模块，并可提高冷却效率。另外，当需要直径大于原始坯料的初始直径的热电元件材料的烧结体时第二实施例的方法更为有效。表1<tablesid="table2"num="002"><table>滚压操作初始尺寸第一对辊子(3级)第二对辊子(7级)第三对辊子(4级)封壳直径(mm)φ10□7．9×8．0□5．1×5．4□4．3×4．5截面78．5463．2027．5419．35截面的平均减少比例0．930．890．89P-型热电元件材料坯料直径φ7．00□5．6×5．7□3．6×3．8在初始的3级封壳损坏总长度100125285封壳壁厚1．501．150．75N型热电元件材料坯料直径φ7．00□5．6×5．7□3．6×3．8在初始3级封壳损坏总长度100125285封壳壁厚1．501．150．75</table></tables>表2权利要求1．一种生产用于热电元件材料的烧结体的方法，所述方法包含如下的步骤提供用于热电元件的材料的块体，所述块体具有电流通过方向，其中提供电流以获得热电元件的热电性能；将所述块体装入到细长的封壳中，从而所述块体的电流通过方向基本上与所述封壳的轴向一致；抽空所述封壳；为了减少与所述封壳的轴向垂直的截面而进行成型操作以获得成型的封壳，该封壳具有通过所述成型操作碎化的所述块体的密实毛坯；进行热处理以烧结在成型封壳中的所述密实毛坯；及从成型的封壳中取出被烧结体。2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述封壳由金属材料构成，其在用于热处理的温度范围内的线性膨胀系数小于用于热电元件的材料的线性膨胀系数。3．根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过旋锻进行所述成型操作。4．根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过滚压进行所述成型操作。5．根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过拉拔进行所述成型操作。6．根据权利要求1所述的方法，其特征在于以逐步的方式进行所述成型操作以获得具有所需的截面的成型封壳。7．根据权利要求6所述的方法，其特征在于在所述成型操作期间进行退火操作。8．根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述块体为圆棒状，而所述封壳的结构使得可将所述块体放置于其中。9．根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述块体为长方形固体形状，而所述封壳的结构使得由所述块体和隔离物构成的柱状组件可被放于其中。10．一种生产用于热电元件的材料的烧结体的方法，所述方法包含如下的步骤提供一种用于热电元件的材料的坯料，其是通过单向固化制备的；将所述坯料封装到细长封壳中，从而所述坯料的固化方向基本上与所述封壳轴向一致；抽空所述封壳；为了减少与所述封壳的轴向垂直的截面而进行成型操作以获得成型的封壳，该封壳具有通过所述成型操作碎化的所述坯料的密实毛坯；进行热处理以烧结在成型封壳中的所述密实毛坯；及从成型的封壳中取出被烧结体。11．一种生产用于热电元件的材料的烧结体的方法，所述方法包含如下的步骤制备具有轴向的预-烧结体，其中基本定向用于热电元件的材料的特定晶面；将所述预-烧结体放置到细长封壳中，从而所述预烧结体的轴向与所述封壳的轴向基本一致；抽空所述封壳；为了减少与所述封壳的轴向垂直的截面而以逐步的方式进行成型操作以获得成型的封壳，该封壳具有通过所述成型操作碎化的所述预烧结体的密实毛坯；进行热处理以烧结在成型封壳中的所述密实毛坯；及从成型的封壳中取出被烧结体。12．根据权利要求11所述的方法，其特征在于通过研磨用于热电元件的材料的坯料而制备所述预-烧结体以获得其粉末，其中热电元件的材料的坯料是通过单向固化而制成的，并在非氧化气氛下对粉末进行热压。全文摘要通过下面的方法可生产一种用于具有优良热电性能和机械性能的热电元件的材料烧结体。提供一种用于热电元件的块体材料。将块体材料封闭在细长的封壳中,在对封壳抽空后,进行成型操作以减少与封壳的轴向垂直的截面,并通过成型操作获得成型的封壳。然后进行热处理以烧结在成型封壳中的密实毛坯。最后,从成型的封壳中取出所获得的烧结体。该方法最好被用于生产热电模块,其是适用帕尔铁效应的温控器件。文档编号H01L35/34GK1281264SQ0010964公开日2001年1月24日申请日期2000年6月19日优先权日1999年6月25日发明者浦野洋二,镰田策雄,吉冈浩一,小林健太郎申请人:松下电工株式会社