1998 Fiscal Year Annual Research Report
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10650680
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
塩田 一路 工学院大学, 工学部, 教授 (90255612)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
海部 宏昌 東京都立大学, 工学部, 助手 (40224331)
鈴木 敏之 工学院大学, 工学部, 教授 (90206508)
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| Keywords | 熱電発電 / 傾斜機能材料 / ガストランスポート法 / FGM熱電素子 / 単結晶育成技術 / 熱電材料接合技術 |
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| Research Abstract |
1. Bi_2Te_3系および、PbTe系熱電材料の気相からの単結晶育成
1-(1)ガストランスポート法による結晶育成
ガストランスポート炉によって、n型PbTe単結晶を作製を試みた。この方法では従来ドープ剤無添加のPbTe材料しか得られなかったが、本研究によりドープ剤としてPbl_2を添加した高キャリア濃度のn型PbTe単結晶を作製することができた。得られた単結晶は、背面反射Laue斑点写真から、単結晶成長面は(100)面であることがわかった。
2. 焼結体を用いたFGM熱電素子の開発
2-(1)ホットプレス法によるBi-Te系材料、Pb-Te系材料セグメント型FGMの作製
ホットプレス法によりBi-Te系、Pb-Te系のそれぞれについてp型、n型の焼結体を作製した。これらの単体は、一般に報告されている特性と同様ゼーベック係数が50〜100K程度の温度領域で極大値を示した。
これらを用いてFGM熱電素子の基礎となるセグメント型接合体を作製した。Bi-Te系、Pb-Te系をセグメント型接合体とすることで、低温側ではBi-Te系が、高温側ではPb-Te系が有効に働き、単体では不可能だったR.T.〜550Kにわたる広い温度領域での高いゼーベック係数を示すことができた。
2-(2)キャリア濃度の異なる焼結体のFGM化
FGM形成におけるろう材として要求される特性は、熱および、電気抵抗が小さく、経時変化がないことである。これらの条件を満たす候補として、Pb-Sn、Bi-Ag、Te-Ag、Au-Biついて検討したところ、Te-Ag、Au-Biについては良好な接合状態を確認できた。しかし、他の合金については界面反応等による熱電材料の電気的、熱的特性の変化、ろう材拡散による経時変化などの問題が生じた。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] M.Koshigoe et al.: "Thermoelelectric Properties of Segmented Bi_2Te_3/PbTe" X VII International Conference on Thermoelectrics. 17. 479-482 (1998)
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[Publications] 宮元克徳 他: "化学輸送法によるn型PbTe単結晶育成と熱電特性" 日本金属学会講演概要. 123. 485-486 (1998)
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[Publications] M.Koshigoe et al.: "Expansion of Utilizing Temperature Range of Bi_2Te_3/PbTe by FGM forming" International Symposium on Functionally Graded Materials. 5^<th>(Received Jan.‘99). (1999)
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[Publications] H.Hashimoto et al.: "Liquid Phase Diffusion Bonding and Thermoelectric Properties of Pb_<1-X>Sn_XTe compounds" International Symposium on Functionally Graded Materials. 5^<th>(Received Dec‘98). (1999)
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[Publications] 大杉 功他: "気相成長法によるn型PbTe単結晶の結晶成長と熱電特性" 第10回傾斜機能材料シンポジウム<FGM´98>. 10^<th>. 37-37 (1998)
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[Publications] S.Yoneda,et al.: "Crystal Growth of PbTe doped with PbI_2 by the Physical Transport Method" Journal of Crystal Growth. (Received Nov.‘98.
