2006 Fiscal Year Annual Research Report
放電プラズマ接合法による鉄シリサイド系熱電変換材料のp-n直接接合
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18560700
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Iwaki Meisei University |
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Principal Investigator |
安野 拓也 いわき明星大学, 科学技術学部, 准教授 (90262237)
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| Keywords | FeSi_2系熱電変換材料 / 放電プラズマ焼結法 / 放電プラズマ接合法 / 熱電変換モジュール / 直接接合 / ゼーベック係数 |
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| Research Abstract |
FeSi_2系熱電変換材料の創製とそのp-n直接接合について、最新の焼結・接合技術である放電プラズマ法に着目して、熱電変換効率に優れるFeSi_2系熱電変換材料の創設とp型-n型熱電変換材料の直接接合を試みた。具体的には、エネルギー変換効率の高い熱電変換モジュールの作製手法を確立することを目的として、「放電プラズマ焼結法による熱電変換効率の高いβ-FeSi_2の作製条件を明らかにするとともに、放電プラズマ接合法によるp-n直接接合の手法の確立」に関する研究を進めた。そして、放電プラズマ焼結法により種々の条件でp型・n型β-FeSi_2系熱電変換材料を作製し、p-n間接接合を行い簡易型の熱電変換モジュールにより、温度差発生装置を用いて熱起電力を測定し、熱電変換特性の評価を行った。その結果として、1023K以上の焼結温度において相対密度が95%以上となり、923〜1073Kの焼結でほほβ単相となる焼結体が得られた。また、1023K,600sあるいは1.8ksの焼結条件で、これまで報告されていたゼーベック係数(0.1mV/K)を大きく上回る値(0.6mV/K)を示すことを明らかにした。さらに、複数のモジュールを直列に組み合わせることでさらに高いゼーベック係数が得られ、モジュールを構成する熱電変換素子の接合面の接触面積はゼーベック係数に影響を及ぼさないことを実験的に示した。そして、得られた最適な焼結条件(1023K,600sあるいは1.8ks)で作製したp型・n型β-FeSi_2系熱電変換材料を放電プラズマ接合法により、p-n直接接合を行い、接合体の加工性とモジュールの熱電変換特性を調査した結果、1050K付近の接合で二次加工が可能で高いゼーベック係数を示すことが判明した。
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Research Products
(3 results)
