分散型高効率熱リサイクルシステムの構築

• Project/Area Number: 11750239
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 電力工学・電気機器工学
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 飯田 努 東京理科大学, 基礎工学部・材料工学科, 助手 (20297625)
• Project Period (FY): 1999 – 2000
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2000)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2000: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 1999: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 熱電変換 / コバルト・アンチモン / ブリッジマン法 / ゼーベック係数 / 熱リサイクル / 熱処理

Research Abstract

試料作製
-結晶成長法として高い品質の結晶育成が期待できる垂直ブリッジマン(VB)法によりSb-rich組成(モル比Co:Sb=1:9)の原料を降温し選択的にCoSb3結晶を析出させる方法を採用した。
後処理による試料の特性改善
-800℃20時間の後熱処理を施すことにより金属Sbの排出が起こり、ほぼ、CoSb3のみからなる試料の作製に成功した。
-電子プローブ微小分析法(EPMA:Electron Probe Micro Analysis)による測定結果では、800℃20時間の熱処理後にCoSb3の濃度が増加し、また、CoとSbの比も理想的な値であるCo:Sb=1:3に近づいている。
-後熱処理の時間依存性を調べたところ、40時間、60時間の熱処理では20時間の場合と同様にSb相の排出が継続して観察されるものの、熱処理時間の増加に伴い金属SbだけでなくCoSb3を形成するSbが分解して排出される傾向が確認された。結果的に、長時間の熱処理ではCoSb1やCoSb2の等他相の生成を誘発することが明らかとなった。
熱電性能の評価
-熱処理前に比べ熱処理による試料の非常に高いゼーベック係数が確認された。
総括
-VB法による試料を熱処理したものは実験結果からほぼ単一なCoSb3であると言える。よってVB法による試料の熱処理はCoSb3相の周りのSb相を除去する方法としては再現性も見られ、非常に有効な手段であることが認められた。