1994 Fiscal Year Annual Research Report
加圧焼結法による鉄シリサイド系高効率高温熱電変換材料の開発研究
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06555266
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
島田 昌彦 東北大学, 素材工学研究所, 教授 (80029701)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今西 雄一郎 日本ガイシ(株), 研究開発部本・第2研究所, 主任研究員
遠藤 忠 東北大学, 工学部, 教授 (30176797)
滝沢 博胤 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (90226960)
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| Keywords | 加圧焼結 / 鉄シリサイド / ゼ-ベック係数 / 高温熱電特性 |
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| Research Abstract |
鉄シリサイド系熱電変換素材に関するこれまでの研究成果を踏まえ、加圧焼結法により粒子形態・配向に異方的な微細構造を有するベータ型鉄ダイシリサイド系焼結体を作製し、熱電特性、エネルギー変換効率の異方性を評価するとともに、高効率化と実用化への指針を得るための基礎的研究を行った。
1.出発原料のFe,Ru,Cr (P型),Co(n型)粉末を所定比秤量・混合後、シリカチュブを用いた真空封入法により1100℃、48時間焼成してα相とε相の混合相を合成した。続いて真空封入法で850℃、168時間の長時間アニールによりβ相を単一相として合成することが出来た。このようにして得られたβ相の粉末をBNカプセルに封入し、ベルト型超高圧発生装置で3.0GPa,800℃で30分高圧焼結反応を行って焼結体を作製した。加圧焼結法として、30MPa,800℃,5時間のホットプレス焼結反応によっても焼結体を作製し、超高圧焼結法で作製した試料との比較検討を行った。
2.超高圧焼結法で作製したβ-Fe_<0.92>RU_<0.05>Cr_<0.03>Si_2(P型)焼結体のゼ-ベック係数を1100Kまで測定した結果、加圧軸に対して垂直方法のゼ-ベック係数(α_X)は加圧軸に対して平行方向の値(α_Z)より1.5倍程大きく、約750Kで330μv/Kの値を有することが判明した。一方、電気伝導度は加圧軸に対して平行方向の値(σ_Z)の方がやや高い値を示した。真空焼結体は上述したような異方性を示さず、熱電特性の異方性は高圧焼結法によって作製した焼結体だけに発現することが判明した。
3.高圧焼結法で作製した試料を850℃で168時間熱処理を行った後でも、熱電特性の異方性が保持されたので、違法性の原因は残留応力歪によるものではないことが明らかとなった。
本研究で得られた高圧焼結法で作製した焼結体の熱電特性の異方性の原因としては、粒子形態・配向の微細構造によると考えられるので、高温での加圧焼結法で作製した試料について、X線回折やSEM観察等で詳細な検討を行い、異方性を利用した高効率熱電交換材料開発の基礎的研究を行う。
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Research Products
(1 results)
