粉末冶金法による焼結熱電素子材料の作製と物性に関する研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650554
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 永井 宏 大阪大学, 工学部, 教授 (80029206)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横田 勝 高岡短期大学, 金属工芸科, 教授 (10029225) ; 勝山 茂 大阪大学, 工学部, 助手 (00224478) ; 真島 一彦 大阪大学, 工学部, 助手 (60029270)
• Keywords: 熱電素子 / 超微粒子 / FeSi_2 / LaS_y / 粉末冶金 / 焼結 / 希土類 / カルコゲナイト

Research Abstract

熱電素子材料として、本研究ではβーFeSi_2およびγーLaS_yをとりあげ、プラズマ・ガス中蒸発法によるFeSi_2超微粒子の合成、ホットプレスによるγーLaS_yの合成・焼結を試みた結果、以下のような成果をた。
1.FeSi_2超微粒子のブラズマ・ア-ク法による合成と焼結体の物性:
出発原料のFeーSi合金組成を67〜71wt%Siの範囲で変化させ、ArーH_2混合ガス中プラズマ加熱蒸発法によりFeSi_2超微粒子の合成を試みた。いずれのSi濃度の場合にもFeSi_2超微粒子(2〜35nm)が合成された。得られたFeSi_2超微粒子をCIP成形したものの焼結速度は、FeSi_2粉砕粉末のそれより著しく大であった。一方、得られたFeSi_2焼結体は、超微粒子、粉砕粉末いずれの場合も970℃で金属相(αーFeSi_2、高温相)から半導体相(βーFeSi_2、熱電素子)への変態した。
2.LaS_yのホットプレスによる合成:
LaとSとの封管中での直接反応によって得られたβーLa_2S_3とLaを用いて組成がLaS_y(y=1.33〜1.5)となるように混合比を変化させて、真空中ホットプレス法により1500℃でγーLaS_y相の合成を試みた。その結果y=1.36の混合比の時のみほぼ単相のγーLaS_y(熱電素子)が得られた。他の混合比の場合には、βーLaS_yとγーLaS_yの混合物が生成した。熱電素子特性については、次年度継続して行なう。