包括热电材料的线材以及用于制备热电模块的部件的方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有延伸度(2)的线材(1)，其中所述线材(1)至少部分地包括热电材料(3)。而且，本发明还涉及一种用于制备热电模块(15)的部件(12)的方法，所述方法至少包括以下步骤：a)提供至少一个具有延伸度(2)的线材(1)；b)提供具有外周表面(14)的管状接收部(13)；和c)将所述至少一个线材(4)绕所述管状接收部(13)缠绕，从而在所述外周表面(14)上形成热电模块(15)的至少一个环形部件(12)。
【专利说明】包括热电材料的线材以及用于制备热电模块的部件的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及包括热电材料的线材，并涉及用于制备热电模块的部件的方法。
【背景技术】
[0002] 热电模块适于通过发生器来从例如内燃机的废气中产生电能。这具体涉及用于将 废气的热能转换成电能的发生器，也就是所谓的热电发生器。
[0003] 来自机动车内燃机的废气携带有热能，该热能可通过热电发生器而转换成电能， 以便例如为电池或某些其他的能量存储器充电，和/或直接为电力消耗品供应所需的能 源。通过这种方式，机动车在提高的能量效率下运行，并且可获得更多的能量来用于机动车 的运行。
[0004] 热电模块至少具有多个热电元件。热电材料是能以有效的方式将热能转换成电能 (塞贝克效应）和将电能转换成热能（珀耳帖效应）的材料。热电元件例如包括至少两种 半导体元件（P型掺杂和η型掺杂），所述半导体元件在它们分别朝向热端和朝向冷端的相 对端部上以交替方式设有由导电材料制成的桥部。在热电模块中，许多这种半导体元件串 联电连接。为了使由串联的半导体元件所产生的电势差不会相互抵消掉，通常的情况是将 具有不同种的多数电荷载流子（η型掺杂和ρ型掺杂）的半导体元件构造为以交替方式直 接电接触。电路可以是封闭式的，并因此可通过相连的负载电阻来采撷电功率。
[0005] 已经尝试提供用于机动车、尤其是载客机动车的相应的热电模块。然而，这些热电 模块通常造价昂贵，并且特点是效率相对较低。因此，迄今尚未能实现针对大规模生产的适 应性。
[0006] 具体来说，制备热电模块的方法复杂且昂贵，因为必须组装多个部件以形成热电 模块，并且还必须相应地协调彼此间的部件公差。
【发明内容】
[0007] 以所述现有技术作为出发点，本发明的目的在于至少部分地解决与现有技术相关 的突出技术问题。特别地，力争通过能够减少部件的数量并减少或甚至避免迄今所要求的 对个体公差的协调来简化用于制备管状热电模块的方法。
[0008] 所述目的可以通过根据权利要求1中所述特征的线材来实现，和/或还可通过根 据权利要求7中所述的特征的用于制备热电模块的部件的方法来实现。本发明的优选实施 例以及部件在上位的结构单元（例如，热电模块或热电发生器）中的（相应产生的）整合 均限定在从属权利要求中。权利要求书中所单独限定的特征可以通过技术上有意义的任何 期望方式而相互结合，并展示本发明的其他实施例。这意味着，与线材相关的说明同等地适 用于上述用于制备部件的方法并且还适用于热电模块，反之亦然。本说明书尤其是与附图 相结合地对本发明进行了解释，并对本发明的其他示例性实施例加以阐述。
[0009] 所述线材具有一定的延伸度，并至少部分地包括热电材料。所述延伸度具体描述 了线材的长度，其中所述线材还通过直径来描述，其定义为线材横截面的（最大）直径。
[0010] 具体地，所述线材易于被形成，绕成等（无需热电材料）。所述线材可具有单部件 或多部件（例如，具有多个纤维部/丝状体）构造。如果所述线材具有多部件构造，那么它 的各部分有所不同，例如在各个线材区位/部分中，纤维部/丝状体的数目和/或构造均不 同。
[0011] 具体地，所述线材具有延伸度，这在技术术语中称为连续性。在这一方面中，连续 性是指当线材用在制备（热电）部件的方法中时其具有那种通常可裁切一定长度的延伸 度。具体地，所述延伸度为至少50mm[毫米]，特别为至少500mm，并优选超过1000mm。
[0012] 线材中也可使用由不同材料制成的纤维部。优选地，所述线材至少部分地由选自 以下组合的至少一种材料形成：
[0013] -陶瓷材料；
[0014] -玻璃纤维材料；
[0015] -碳纤维；
[0016]-金属材料；和
[0017] -热电材料。
[0018] 纤维部的材料的选择使得能够以面向应用的方式设置所述线材的属性，具体说是 各个部分中的属性。因此，所述线材可具体地（单独或组合地）具有以下属性：热电性、导 电性、电绝缘性、导热性、热绝缘性、密封性和/或高机械强度。
[0019] 下列材料尤其可用作热电材料：
[0020] 类型: 材料: V-VI Bi2Tc3 IV-VI PbTc Zn4Sb3 Zn4Sb3 石圭化物 p-MnSii.73 ； n-Mg2Si〇.4Sn〇.6 ; Si〇.8〇Ge〇.2〇 ； Si〇.94Ge〇.〇6 方钴矿 CoSb3 半哈斯勒 TiNiSn n/p 型包合物 Ba8Gai6Ge3O 氧化物 p-NaC〇2〇4 津特耳相 P-Yb14MnSb11 ThiP4 LavxTc4
[0021] 根据一个优选实施例，所述线材沿其延伸度包括不同的热电材料。换言之，这具体 是指在延伸度的方向上形成了包括不同热电材料的至少两个线材区位（相继地或彼此相 邻地）。这尤其适用在所述线材仍作为用于制备所述热电部件的起始元件的情况，具体来 说，即其随后还会在线材区位之间分离的情况。尤其是，这些不同的热电材料在与温度相关 的效率最大值方面有所不同。每种热电材料具有特定的最佳操作温度，在此最佳操作温度 时，其就热能向电能的转换而言达到最高效率。可以对线材区位的热电材料进行不同种掺 杂。
[0022] 具体地，所述线材沿着延伸度还包括非热电材料。这具体意味着沿着所述延伸度 来设置完全由非热电材料形成的部分。具体地，所述线材具有至少部分地交替包括热电材 料和非热电材料的多个部分。
[0023] 根据一个特别有利的线材实施例，沿所述延伸度以材料（热电材料、非热电材料） 对线材进行（附加的）涂覆。这具体是指在所述线材中或在所述线材表面上提供包括热电 材料和/或非热电材料的涂层。如果在（单个）线材中设置各种材料，那么这些涂层则通 常不相互重叠地设置，而是彼此并排地设置。层厚度同样可以改变，但这不是绝对必要的。 优选地，所述层厚度起始自线材表面，使得能够形成封闭的表面层，但所述线材仍然可以与 涂层一起变形（所述涂层可能尚未永久定型）。
[0024] 具体地，线材具有至少一个纤维部，尤其是具有至少200N/mm2的抗张强度R m的纤 维部。
[0025] 此外，还优选地，所述线材的纤维部中的至少一个纤维部涂覆有从以下组合中选 取的至少一种材料：
[0026] -热电材料；
[0027] -非热电材料；
[0028] -电绝缘材料；
[0029] -导电材料；
[0030] -热绝缘材料；
[0031] -导热材料；和
[0032] -密封材料（针对气体和/或液体）。
[0033] 以相关术语所阐述的属性或材料特性涉及用于将热能转换成电能的热电材料。这 具体是指，"电绝缘"意味着材料的电导率低于热电材料的电导率。这同样适用于术语"导 电"（在此情况下，只是高于而已）、"热绝缘"、"导热"和"密封"。
[0034] 具体地，所述线材在不同部分具有不同的涂层，具体说是涂覆有选自上述指定组 合中的至少一种材料。在各个部分中，这些属性或材料的结合也是可行的。具体地，可以提 供将既带电绝缘性且带热绝缘性的材料作为涂层的部分。
[0035] 具体地，所述线材具有相互缠绕的多个纤维部。所述纤维部的数目可例如是2至 30个,优先为使用2至10个纤维部。
[0036] 所述纤维部的缠绕式构造具体出现在当纤维部沿其延伸度彼此抵靠放置且彼此 相互盘绕时。缠绕应理解为具体指代纤维部相对彼此的绕转，和/或纤维部相对彼此的螺 旋式环绕。
[0037] 优选地，在所述线材的相同部分中，至少两种具有不同属性的纤维部彼此缠绕。因 此，可以将具有热电属性的纤维部与具有非热电性、热绝缘性及电绝缘性的纤维部相结合。 所述线材具体可通过具有高机械强度的纤维部来加固。
[0038] 根据一个特别有利的线材实施例，所述线材具有腔体。所述腔体例如可以孔的方 式来构造。在本示例中，腔体可为封闭式和/或彼此连接。通常的情况是，所述腔体至少部 分地由所述线材的材料或所述纤维部来形成或界定。所述腔体可形成在纤维部之间和/或 形成在纤维部中。
[0039] 具体地，所述腔体至少部分地填充有选自以下组合的至少一种材料：
[0040] -热电材料；
[0041] -非热电材料；
[0042] -电绝缘材料；
[0043] -导电材料；
[0044] -热绝缘材料；
[0045] -导热材料；和
[0046] -密封材料（针对气体和/或液体）。
[0047] 优选地，所述线材至少在径向方向或在延伸度方向上具有不同的材料特性。因此， 线材也可在这两个方向上均具有不同的材料特性。具体地，不同的材料特性是通过在制备 线材期间使用不同的材料、通过线材的不同结构和/或不同处理而产生的。这种性质的处 理可例如包括热处理,和/或经由压力的处理等（例如,烧结法）。
[0048] 根据一个特别有利的实施例，所述线材在延伸度方向上特别地具有不同的横截面 区域。这里，"不同"是指截面积区域的直径或大小在延伸度方向上变化。这种变化可具有 逐步的和/或连续的形式。借助于这些不同的横截面区域，还可以在热电模块上制备非常 薄的层，使得尤其是整个热电模块还能够至少部分地由所提出线材中的一个或多个线材来 制备。
[0049] 具体地，所述线材可以在径向上包括多重的线圈的形式环绕在筒状接收部的外周 表面上，并由此可形成至少一个环形的η型掺杂或p型掺杂的热电半导体元件，所述热电半 导体元件可连同其他环形部件一起构造在管状热电模块的外套筒与内套筒之间。
[0050] 此时，所述线材可附加地与用于制备热电模块的部件的优选方法结合使用。
[0051] 用于制备热电模块部件的方法至少包括以下步骤：
[0052] a)提供至少一个具有延伸度的线材；
[0053] b)对所述至少一个线材施加热电材料；
[0054] c)提供有外周表面的管状接收部；
[0055] d)将所述至少一个线材绕所述管状接收部缠绕，从而在所述外周表面上形成热电 模块的至少一个环形部件。
[0056] 环形热电半导体元件可具体说成是热电模块的部件。多个这种η型掺杂和p型掺 杂的半导体元件将在后面相继地被交替设置，并且用适当的电互连部进行组装以形成管状 热电模块。交替的电互连部能够使热电模块上存在的温度电势转换成电流。除了热电部件 以外，还能够制备出构造在热电部件之间布置的电绝缘式或热绝缘式环形部件。而且，还能 够制备出例如用于各个热电部件的导电式连接的导电式及导热式部件。
[0057] 该方法尤其适用于至少制备热电模块的单个部件，特别是也适用于制备具有单个 线材或者具有连续的和/或并排的多个线材的整个热电模块。具体地，所提出的是在相同 部分和/或各个部分具有不同材料和/或不同属性的（连续的）线材。
[0058] 所述线材的属性可例如为：
[0059] -热电属性，用于将温度电势转换为电流；
[0060] -电绝缘性，即，比热电材料更低的电导率[安培八伏*米）];
[0061] -导电性，即，比热电材料更高的电导率[安培八伏*米）];
[0062]-热绝缘性，即，比热电材料更低的比热导率[瓦八开尔文*米）];
[0063] -导热性，即，比热电材料更高的比热导率[瓦八开尔文*米）];
[0064] -高的机械强度（具体说是大于200N/mm2的抗张强度）；和
[0065] -针对气体和/或液体的密封性。
[0066] 这里，针对术语"电绝缘性"、"导电性"、"热绝缘性"，"导热性"所给出的定义不仅 适用于所述线材的属性，而且还适用于所述涂层、纤维部、部件以及设置在腔体中的材料。 [0067] 理论上，所述方法的步骤可通过本文中以字母标示的顺序来执行，但这并非是绝 对必要的。具体地，某些/所有步骤也至少可以在同一时间进行。因此，例如将所述线材从 线圈上移除（步骤a))，拉动其穿过涂覆槽（步骤c))，并且传送到接收部上并在此处缠绕 在接收部上（步骤b)和d))。还可以将所述线材定位在没有热电材料的接收部上，然后再 施加热电材料（例如，施加到由此形成的腔体中）。而且，还可以在涂覆槽内缠绕线材。此 夕卜，如果适当则还可反复执行这些步骤，例如，提供多个线材和/或接收部，并且如果适当 的话还能反复地施加热电材料（施加到线材的各个部分和/或在不同的时间点施加）。 [0068] 步骤d)优选地以使得所述接收部的外周表面的至少一部分被包含热电材料的线 材所覆盖的方式来执行。具体地，通过线材在径向方向上向外，而由此形成多重线圈，由此 使得环形部件的径向厚度总计为线材直径的倍数。在这种情况下，所述线圈可具有多个线 材和/或不同取向。
[0069] 根据一个特别有利的实施例，所述管状接收部具有至少一个腹板，所述腹板在圆 周方向上至少部分呈圆周式，由此使得在所述管状接收部的外周表面上沿轴向方向形成了 至少部分地由至少一个线材所填充的穴部。
[0070] 所提供的管状接收部具体表示管状热电模块的内套筒。然而，具体说来，所述管状 接收部独立于待制备的热电模块，因此可将所述环形部件从该接收部上移除。所述管状接 收部具体作为环形部件的内部形状，因此起始自所述管状接收部的至少一个线材相继地在 径向方向、圆周方向以及轴向方向上形成了所述环形部件。
[0071] 具体地，所述腹板以形状配合的方式或粘合方式连接到所述管状接收部上。在形 状配合式连接的情况下，连接配合件中的一者处于被另一者锁住其移动性（例如以接合的 方式）的方式中。粘合连接是指通过原子力或分子力而将连接配合件保持在一起的所有连 接。具体地，根据轴向方向上的缠绕进度，将所述腹板依次施加到所述管状接收部上。
[0072] 穴部形成在各个腹板之间，其尤其可以在轴向方向上将由所述方法制备的各个环 形部件彼此分离。
[0073] 具体地，可以使用能在不同或相同的穴部中相继地或同时地制备环形部件的多个 (甚至不同的）线材。
[0074] 根据所述方法的一个具体实施例，在步骤d)中提供了多个线材，并将其同时施加 到所述管状接收部上。在这种情况下，所述多个线材可包括相同或不同的材料。而且，所述 多个线材可至少部分地具有相同的结构。
[0075] 具体地，所述腹板可例由电绝缘线材（如果适当的话其同时具备热绝缘性）制备。 还可以使所采用的线材针对不同的部分相应地具有不同的属性，以便能够在沿着管状接收 部的事先设定点处制备热电部件、电绝缘部件、导电部件、热绝缘部件、导热部件或密封部 件。这些不同的部件可以沿着轴向方向和/或沿着圆周方向彼此并排地进行制备和构造， 和/或在径向方向上彼此重叠地进行制备和构造。
[0076] 具体地，由此制备的部件可以传送到其他方法步骤中，甚至仅当局部制备之后就 可传送。这些方法步骤可例如包括热处理和/或压力处理（例如，烧结法）。而且还可以引 入用于涂层施加的方法步骤。
[0077] 具体地，由非热电材料制成的至少一个线材被随之附加地缠绕起来。这例如可针 对用于产生腔体和/或设定所需强度而提供。
[0078] 根据一个特别有利的实施例，与步骤d)同时和/或在步骤d)之后至少部分地执 行步骤c)。
[0079] 所述热电材料可例如以涂层的形式（例如，通过溅射法或通过散布糊状物）施加 到至少部分地制好的部件上。如果适当，还跟随着和/或同时执行有其他方法步骤（热处 理或压力处理）。
[0080] 具体地，就所述方法而言，可以使用具有不同横截面的至少一个线材，特别是可以 在所述延伸度的方向上使用。借助这些不同的横截面，还可以在热电模块上制备很薄的层， 由此具体使得整个热电模块能至少部分地由一个或多个所提出的线材来制备。
[0081] 本发明进一步提出一种管状热电模块，其至少包括冷端、热端和构造在此二者间 的环形部件，其中所述部件包括选自以下组合的至少一个部件：
[0082] -包括热电材料的部件；
[0083] -包括电绝缘材料的部件；
[0084] -包括热绝缘材料的部件；
[0085] -包括导电材料的部件；
[0086] -包括密封材料的部件；和 [0087]-包括导热材料的部件，
[0088] 其中，进一步地，所述至少一个环形部件已经由本文所提出的方法加以制备。
[0089] 特别优选地，所述管状热电模块的所有环形部件均由那种包括线材的部件来形 成。在这种情况下，所述管状热电模块优选具有内通道和外圆柱表面，其中热媒或冷媒可围 绕其中任一者流动，由此使得构造在其间的环形部件在内侧和外侧暴露在不同的温度电势 (热端、冷端）下。
【专利附图】
【附图说明】
[0090] 下面，根据附图对本发明及其【技术领域】作出更详细说明。附图特别地示出了优选 的示例性实施例，但本发明并不限制于此。各个附图中的等同项以同一附图标记标出。附 图分别示意性地示出：
[0091] 图1示出了具有一定延伸度的线材；
[0092] 图2以纵向截面示出了线材；
[0093] 图3以横截面示出了图2所示的线材；
[0094] 图4以横截面示出了另一线材；
[0095] 图5示出了方法步骤a);
[0096] 图6示出了方法步骤b);
[0097] 图7示出了方法步骤c)和d);
[0098] 图8示出了在方法步骤d)之后具有腹板的接收部；
[0099] 图9示出了热电模块；和
[0100] 图10示出了沿其延伸度而具有可变横截面区域的线材。
【具体实施方式】
[0101] 图1示出了具有延伸长度2的线材1。线材1沿着延伸度2细分成多个部分24 (或 线材区位），所述部分沿着延伸度的方向10而彼此邻接。在左侧的部分24,线材1包括热 电材料3。在中间的部分24,线材1包括电绝缘材料6。在右侧的部分24,线材1包括热绝 缘材料7。在不同的部分24中表现出不同的材料特性11。线材1由至少一个纤维部5构 成。在左侧的部分24,识别出区位II。
[0102] 图2以纵向截面示出了图1所示的区位II和线材1(对其扩大以用于说明）。线 材1在延伸度的方向10上延伸，并且由多个相互缠绕的纤维部5形成。具体地，各个纤维 部5具有不同的特性。这里，线材1是由以热电材料3、电绝缘材料6以及热绝缘材料7制 成的纤维部5构成的。纤维部5还设有涂层33。
[0103] 图3以横截面23示出了图2所示的线材1。线材1具有涂层33,所述涂层在径向 方向9的外侧上将线材1的纤维部5 (完全）包围。
[0104] 图4以横截面23示出了另一线材1。该线材具有（最大）直径22。线材1由在 横截面23中彼此并排布置的多个纤维部5形成。腔体8 (这里，以涂层33来填充）由纤维 部5形成。纤维部5具有不同的材料特性11，因此线材1在圆周方向16以及径向方向9上 均具有不同的材料特性11。
[0105] 图5示出了方法步骤a)，其中提供了具有延伸度2的线材1。可以看出，线材1沿 着延伸度10的方向划分成不同的部分24。在这些部分24的每一部分中，线材1具有不同 的属性。在一个部分24,线材1包括热电材料3,而在其他部分24中包括电绝缘材料6和 热绝缘材料7。
[0106] 图6示出了方法步骤b)，其中提供了具有外周表面14的管状接收部13。
[0107] 图7示出了方法步骤c)和d)，其中将多个线材1绕管状接收部13缠绕，使得环形 部件12形成在接收部13的外周表面14上。环形部件12相继地设置在轴向方向18上。
[0108] 由此，正如本文以举例方式所指出的那样，通过在不同时间点的溅射工艺，能够在 缠绕过程之前、期间和/或之后对热电材料的施加加以影响。
[0109] 特别地，可提出附加的方法步骤，其中具体包括在升高的温度和/或升高的压力 下的烧结方法步骤。这意味着，例如，该构造可如此送入到烧结工艺中，其中若适当的话对 该线材构造与材料共同地进行压实、硬化和/或热处理。在这种情况下，若适当的话，也可 划分出多个穴部（pockets)并分别进行处理。
[0110] 不言而喻，对本领域技术人员显而易见的是，这里可以结合其他（从属）工艺，例 如将线材切割成一定长度、拆卸管状接收部，等等。
[0111] 图8示出了具有腹板17的管状接收部13,所示腹板在圆周方向16上绕管状接收 部13延伸。至少部分由线材1所填充的穴部19形成在腹板17之间，并在其外周表面14上 由腹板17构成。这里，腹板17由电绝缘材料6制备，因此使得由热电材料3制成、通过线 材1所制备的环形部件12可以彼此电绝缘的方式构造在轴向方向18上。在这种情况下，η 型掺杂和P型掺杂的热电材料3可尤其存在于相邻的穴部19中，并由此在穴部19中形成 环形的η型掺杂和p型掺杂半导体元件38。
[0112] 这里，进一步示出了在穴部19中除了热电材料3以外还存在非热电材料4。具体 地，该非热电材料4具有比热电材料3更低的电导率，以及同样较低的热导率。热电材料3 和非热电材料4的结合能影响到环形部件12所谓的"填充比率"。涉及到填充比率，可以参 考DE 10 2010 030 259 Α1，其全部内容作为本文参考。涉及到填充比率，该文献记载了热 电模块的效率并不仅仅通过热端与冷端之间的热电材料的最大可能比例来增加，而且还通 过保持热端与冷端之间的最高温度电位来保持。
[0113] 热电模块可产生的电功率是给定的，简而言之可表示为模块的热电效率与热电模 块的热端上所产生的热流量Q的乘积。一般情况下，热电效率会随着热端与冷端之间的功 能层的热阻的增加而增加，因为热端与冷端之间的温度差会相应增加。相比之下，热流量则 由于热阻的增加而降低。这具体意味着，电功率是热电模块中的热阻的函数。热电模块的 热阻由半导体元件（即，在这种情况下是指热电材料3和非热电材料4)的热导率、半导体 元件的几何尺寸、构造在半导体元件之间的电绝缘部（这里例如是腹板17)的热导率及其 几何尺寸来确定。
[0114] 图9示出了由内套筒26和外套筒25构成的管状热电模块15。管状热电模块15 沿着中心轴线27延伸，并具有位于内套筒26内部的通道28。这里示出为，冷却剂29流过 通道28,并且热流体30从外套筒25上流过。由此，热电模块15的热端21基于外套筒25 形成，而相应地热电模块15的冷端20则基于内套筒26形成。然而，本发明同样包括这种 构造的倒置。
[0115] 至少由热电材料3制成的环形部件12构造在内套筒26与外套筒25之间，并且通 过导电材料31彼此交替地连接。除了由热电材料3(如果适当，还有非热电材料4)制成的 环形部件12以外，具体就热电模块15的所有其他部件而言，也能够由相应制备的环形部件 12来形成。这具体适用于：优选由导热材料32形成的外套筒25和内套筒26、外套筒25和 内套筒26上的电绝缘材料6、热电材料3 (半导体元件38)之间的电绝缘材料6和热绝缘材 料7、向外密封热电模块15的材料34,以及将由热电材料3制成的环形部件12彼此交替连 接的导电材料31。
[0116] 图10示出了沿着延伸度2具有可变横截面区域35的线材1。这里，在步骤36中 或者在连续变化部37的形式中，横截面区域35的直径22或大小沿着延伸度2改变。
[0117] 所提出的一种制备环形部件和热电模块的新颖方法是使用特定的线材。由于这 里仅在很小程度上考虑到部件公差，因此这些热电模块可以通过具有成本效益的方式来制 备，而无需设备上的较大支出。
[0118] 特别地，通过线材的使用，使得在热电模块的圆周方向上的载荷实例（也就是，具 体来说是由热膨胀实例所引起的应力）更好地得到补偿，或可被承受下来而不发生故障。 以圆周方向缠绕的线材产生出针对各个环形部件的高机械强度和由此制备的热电模块的 高机械强度。
[0119] 环形部件不限于圆形或椭圆形的结构，而是也同样可以制备多边形部件（例如立 方体部件）。特别地，根据本发明制备的环形部件能够与通过烧结材料或固体材料常规制备 得来的环形部件进行组合。
[0120] 附图标记列表
[0121] 1 线材
[0122] 2延伸度
[0123] 3热电材料
[0124] 4非热电材料
[0125] 5纤维部
[0126] 6电绝缘材料
[0127] 7热绝缘材料
[0128] 8 腔体
[0129] 9径向方向
[0130] 10延伸度的方向
[0131] 11材料特性
[0132] 12 部件
[0133] 13接收部
[0134] 14外周表面
[0135] 15热电模块
[0136] 16圆周方向
[0137] 17 腹板
[0138] 18轴向方向
[0139] 19 穴部
[0140] 20 冷端
[0141] 21 热端
[0142] 22 直径
[0143] 23横截面
[0144] 24 部分
[0145] 25外套筒
[0146] 26内套筒
[0147] 27中央轴线
[0148] 28 通道
[0149] 29冷却剂
[0150] 30热流体
[0151] 31导电材料
[0152] 32导热材料
[0153] 33 涂层
[0154] 34密封材料
[0155] 35横截面区域
[0156] 36 步骤
[0157] 37连续变化部
[0158] 38半导体元件
【权利要求】
1. 一种具有延伸度（2)的线材（1)，其中所述线材（1)至少部分地包括热电材料（3)。
2. 根据权利要求1所述的线材（1)，其中，所述线材（1)沿所述延伸度（2)至少包括不 同的热电材料（3)或非热电材料（4)。
3. 根据权利要求1或2所述的线材（1)，其中，所述线材（1)沿所述延伸度（2)涂覆有 上述材料（3, 4)。
4. 根据上述权利要求中任一项所述的线材（1)，其中，所述线材（1)具有以下中的至少 一个： -至少一个具有至少200N/mm2的抗张强度的纤维部（5); -相互缠绕的多个纤维部（5); -至少在径向方向（9)或所述延伸度的方向（10)上的不同的材料特性（11); -腔体（8)，其中所述腔体（8)至少部分地填充有选自以下组合的至少一种材料： ?热电材料（3); ?电绝缘材料（6); ?导电材料（31); ?热绝缘材料（7); ?导热材料（32);和 ?密封材料（34)。
5. 根据上述权利要求中任一项所述的线材（1)，其中，所述线材（1)在所述延伸度（2) 的方向上具有不同的横截面区域（35)。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的线材（1)，其中，所述线材（1)以在径向方向（9) 上包括多重的线圈的形式缠绕在管状接收部（13)的外周表面（14)上，并由此形成至少一 个环形的n型掺杂或p型掺杂的热电半导体元件（38)，所述热电半导体元件连同其他环形 部件（12) -起构造在管状热电模块（15)的外套筒（25)与内套筒（26)之间。
7. -种用于制备热电模块（15)的部件（12)的方法，其至少包括以下步骤： a) 提供至少一个具有延伸度（2)的线材（1); b) 提供具有外周表面（14)的管状接收部（13); c) 对所述至少一个线材（1)施加热电材料（3);和 d) 将所述至少一个线材（1)绕所述管状接收部（13)缠绕，从而在所述外周表面（14) 上形成热电模块（15)的至少一个环形部件（12)。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述管状接收部（13)具有至少一个在圆周方向 (16)上至少部分地呈圆周式的腹板（17)，从而在所述管状接收部（13)的外周表面（14)上 沿轴向方向（18)形成能至少部分地由至少一个线材（1)填充的穴部（19)。
9. 根据权利要求7或8所述的方法，其中，在步骤d)中提供多个线材⑴并且同时将 其施加到所述管状接收部（13)中。
10. 根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，随后将由非热电材料（4)制成的 至少一个线材（1)缠绕起来。
11. 根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中，步骤c)至少部分地与步骤d)同 时和/或在步骤d)之后执行。
12. -种管状热电模块（15)，至少包括冷端（20)、热端（21)以及布置在其间的环形部 件（12)，其中所述部件（12)包括至少一个选自以下组合的部件（12): -包括热电材料（3)的部件（12); -包括电绝缘材料（6)的部件（12); -包括热绝缘材料（7)的部件（12); _包括导电材料（31)的部件（12); _包括导热材料（32)的部件（12);和 -包括密封材料（34)的部件（12)， 其中，所述至少一个环形部件（12)经由如权利要求7至11中任一项所述的方法来制 备。
【文档编号】H01L35/34GK104396037SQ201380033748
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2012年6月25日
【发明者】罗尔夫·布吕克, 维尔弗里德·米勒 申请人:依米泰克排放技术有限公司